Hotspots de produtividade em um oceano pobre em nutrientes. Alta abundância de peixes que comem plâncton em um recife de coral do Indo-Pacífico. Zafer Kizilkaya, CC BY-SA

Foi Charles Darwin, Quase 200 anos, que pela primeira vez perguntou como poderia ser de que os recifes de coral poderia florescer em partes relativamente estéril do Oceano Pacífico. Esse enigma posteriormente ficou conhecido como o Paradoxo de Darwin.

Um estudo publicado esta semana em Natureza das Comunicações ajuda a responder apenas como oásis coral pode existir em desertos oceânicos.

A explicação simples é a presença de plantas aquáticas microscópicas conhecidas como fitoplâncton. A resposta mais complicada e científica - que pergunta por que as ilhas de coral são locais tão produtivos - é conhecida como o Efeito de Massa da Ilha (IME).

Os resultados do novo estudo fornecem aos cientistas que estudam as pescas e os habitats marinhos com importantes insights sobre como os sistemas de recife de coral ilha pode ser tão produtiva, atuando como hotspots de diversidade de espécies que, por sua vez, ajudam a preencher as pescas e oferecem protecção costeira. Este conhecimento pode ajudar a informar os planos de gestão dos oceanos, nomeadamente no que ecossistemas respondem às mudanças climáticas.Ilustração do efeito de massa da ilha do novo estudo publicado na Nature.

O efeito de massa da ilha (IME)

O IME, descrita pela primeira vez pelo botânico Maxwell S. Doty e seus colegas da Universidade do Havaí, é um fenômeno no qual o crescimento do fitoplâncton é aumentado próximo aos ecossistemas de recifes de ilhas.

Até agora, todos os estudos que tentam explicar as razões para o IME ter sido feito em áreas pequenas, geograficamente confinados, como uma única ilha ou grupo recife de coral.

Este é o lugar onde o Natureza das Comunicações O principal autor do artigo, Jamison Gove, da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), e seus colegas chegam.

Seu novo estudo é o primeiro a descrever o IME sobre a escala de todo um oceano e discute o papel de ambas as populações naturais e humanos da ilha sobre o crescimento do fitoplâncton.

A equipe mediu o quanto fitoplâncton cresceu em torno de pequenas ilhas e atóis de duas maneiras. Eles usaram imagens de satélite mais de uma década e pesquisas diretas com base em navio para verificar que as suas estimativas de imagem estavam corretas.

O IME foi encontrado para ser quase onipresente, com 91 por cento dos ecossistemas de corais estudados demonstrando o fenômeno, alguns mostrando tanto quanto 86 por cento mais biomassa de fitoplâncton em comparação com vizinhos áreas oceânicas.

Em outras palavras, fitoplâncton hotspots coral ilha cercada por oceanos paisagens áridas foram quase em todos os lugares a equipe analisou.

A maior taxa de crescimento do fitoplâncton em torno das ilhas de coral é causado por nutrientes que resultam da decomposição de animais do recife, upwellings de águas ricas em nutrientes mais frias em direção à superfície, os efeitos de mistura de ondas e correntes, e sedimentação da erosão da terra. Há também runoffs de origem humana provenientes da agricultura, desenvolvimento urbano e entradas de águas residuais, que todos adicionar nutrientes para as águas costeiras.

Quem se preocupa com o IME ou Paradox de Darwin?

fitoplâncton microscópico desempenhar um papel descomunal na vida do oceano.

Ao converter a energia do sol em crescimento de plantas, elas são um componente essencial em nossos oceanos e impulsionam a estrutura das redes alimentares e, em última análise, a produção pesqueira global. Mais fitoplâncton também significa mais recursos ricos em energia para importantes organismos de construção de recifes que determinam a arquitetura de recifes de corais tropicais, que fornecem proteção para os litorais vizinhos.

Ilhas da Linha Sul. Alta produtividade significa mais crescimento de corais e cobre proteção costeira para nações insulares e maior biodiversidade e abundância. Brian Zgliczynski - Scripps Instituição de Oceanografia, San Diego, CalifórniaO aumento dos níveis de fitoplâncton, no entanto, nem sempre é uma boa notícia. Níveis extremos de enriquecimento de nutrientes do escoamento relacionado à agricultura e outras atividades humanas têm demonstrado aumentar a biomassa do fitoplâncton a níveis que podem causar estruturas populacionais do mar para mudar completamente. Altos níveis de nutrientes também levaram a mortes em massa de espécies ainda, importantes mais sensíveis, juntamente com a supressão do crescimento do recife.

Através de uma melhor compreensão do papel do IME e os seus impactos sobre a pesca, bem como os efeitos negativos do enriquecimento de nutrientes alta derivadas de humanos, nações insulares podem concentrar os esforços de conservação marinha em garantindo que eles não sobrecarregar sistemas de recifes locais passado, tais pontos de ruptura.

O futuro das ilhas de coral

Prevê-se que a mudança climática aumente a temperatura dos oceanos, o que reduzirá a produtividade dos oceanos modificando a maneira como nossos oceanos circulam e se misturam ao redor do planeta. O IME será, portanto, um fenômeno sempre importante para entender, à medida que desenvolvemos planos para apoiar ecossistemas de recife de coral no futuro, para evitar o estresse das águas mais quentes.

Para explorar de forma sustentável a pesca tropical e continuar a depender dos recifes de corais para proteger as populações humanas próximas à costa, a pesquisa deve se concentrar na compreensão dos processos que tornam as ilhas de coral e os atóis locais de produtividade. Devemos nos aprofundar nas questões que Darwin estava fazendo há alguns anos atrás, aplicando-as aos oceanos globais de hoje e prevendo mudanças futuras.

Aumento da produtividade no atol de Palmyra, no Pacífico central, o efeito de massa na ilha, trazendo enormes recompensas de pesca para um oceano vazio. Gareth J Williams, Escola de Ciências do Mar, Universidade de Bangor, Reino Unido

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