Con el fin de obtener un mejor entendimiento sobre los efectos del cambio climático, muchos científicos han realizado análisis variados en ecosistemas susceptibles a este fenómeno, siendo la Antártida una de las áreas de estudio más investigadas por la evidente disminución de su cobertura de hielo en los últimos años.

La masa de hielo continental está determinada y es sensible a variaciones en el albedo. La nieve fresca refleja más del 90% de la radiación visible, pero durante la fusión, su tamaño de grano y contenido de agua aumenta, lo cual provoca, junto con las impurezas, polvo y los microorganismos residentes, una disminución en el albedo y, por lo tanto, un decrecimiento en el volumen de hielo [1]. En el caso de las poblaciones perennes de organismos fotosintéticos, estos resurgen, de manera activa, posterior al proceso de fusión de nieve, siendo dependientes de nutrientes y del agua para su supervivencia y reproducción.

Figura 1. Variación de cobertura de hielo en la Antártida por el calentamiento global. Fuente: Forbes (2020).

En estudios realizados en diferentes zonas de Antártida Marítima se ha detectado la presencia de un grupo de microalgas (diatomeas bentónicas) que habitan en fondos blandos, pegadas a las piedras o sedimentos, o que viven como epífitas sobre macroalgas y son capaces de hacer fotosíntesis con niveles de luz muy bajos (foto-adaptacion) e incluso cubiertas por una capa de hielo marino [2]. Estas algas microscópicas contienen sistemas para captar y utilizar, de forma eficiente, cada fotón de la poca energía solar presente para fabricar productos claves para su subsistencia. De igual forma, las diatomeas bentónicas representan una fuente de alimento importante para el krill y para la de todos los animales invernantes que se quedan en esas zonas y que son dependientes de él como alimento (consumidores pelágicos y bentónicos), particularmente cuando son resuspendidas por procesos de mezcla vertical causados por el viento [3].

Tomando en cuenta la importancia de estos microorganismos, su estudio es crucial para comprender mejor su comportamiento poblacional y, sobre todo en el contexto de crisis climática actual, las investigaciones relacionadas a microalgas en un ecosistema tan susceptible como la Antártida es relevante para comprender cuál es la influencia de los fenómeno climáticos en dichos organismos. Esto debido a que el análisis de los aspectos fisiológicos, ecológicos y bioquímicos de las plantas y microalgas es una herramienta valiosa para comprender la distribución de la biodiversidad, y proporciona una base útil para evaluar posibles cambios futuros en la biodiversidad de la Antártida [4]. En este ambiente antártico severamente afectado por los fenómenos asociados al cambio climático global, los patrones sucesionales de las microalgas pueden modificarse debido a la susceptibilidad de las especies a factores de estrés ambiental o en las interacciones biológicas, lo cual podría introducir modificaciones en los flujos de materia y energía en la red trófica costera [5].

En un escenario global donde se tienen fluctuaciones extremas en variables como la  temperatura atmosférica, intensidad de la luz, radiaciones ultravioleta (UV), niveles de dióxido de carbono (CO2), salinidad, etc puede provocar alteraciones en el crecimiento, homeostasis, tasa fotosintética, respiración, actividad enzimática, protección contra el daño oxidativo y procesos tróficos en microalgas, lo que a su vez, propiciará cambios en la composición y algunos aspectos del funcionamiento en el ecosistema costero antártico, como su productividad primaria [6].

Figura 2. Nieve marrón dorada, Hydrurus sp. (Chrysophyceae), Isla Rey Jorge, Antártida, enero de 2009. [7]

Variaciones en la productividad primaria en la Antártida

La alta productividad primaria que sustenta una amplia vida marina es consecuencia del aporte de nutrientes procedentes del frente de la banquisa de hielo (hielo flotante que cubre las regiones polares), de las polinias (espacios abiertos de agua rodeados de hielo marino) y también por la corriente costera antártica. En escenarios futuros de cambio climático, se predice que habrá un incremento en el aporte de hierro en el Océano Austral, lo que podría influir directamente en el crecimiento de las microalgas y la interacción de éstas con el zooplancton [8]. Los nutrientes generalmente son más abundantes en  aguas con mayor profundidad; sin embargo, factores como el incremento de temperatura del aire afecta a las masas de hielo provocando derretimientos y generando una nueva forma de que ingresen nutrientes al océano.

Las aguas de deshielo relativamente dulces, consecuencia del derretimiento del hielo marino estacional, fomentan grandes blooms de fitoplancton (rápidos incrementos y proliferación de algas, diatomeas y otros organismos microscópicos en la superficie marina) que dan lugar a una estratificación de la columna de agua marina durante la primavera austral [9]. Con el calentamiento global, se prevé que los eventos de blooms sean mucho más frecuentes e incluso podría dar lugar a una pérdida de la banquisa de hielo a niveles no vistos en los anteriores 8.000 años.

Asimismo, es probable que a consecuencia del incremento de la estratificación vertical y de la estabilidad de la columna de agua en latitudes altas incremente el tiempo de residencia de las partículas en la zona eufótica (primeros 200 metros de profundidad), prolongando la temporada de crecimiento y, por lo tanto, el incremento de la producción primaria [10]. 

En base a lo expuesto líneas anteriores, un análisis de la productividad primaria de la región puede servir como un indicador del cambio climático en dicho ecosistema y, de igual forma, puede explicar ciertos patrones para su comportamiento a futuro, permitiendo así anticipar dichas variaciones poblacionales.