Pastos marinos
Plantas que crecen en ambientes marinos

Pastos marinos
Zostera marina : la especie de fanerógama marina más abundante en el hemisferio norte
Clasificación científica Editar esta clasificación
Reino:Plantas
Clado :Traqueofitas
Clado :Angiospermas
Clado :Monocotiledóneas
Orden:Alismatales
R.Br. ex Bercht. & J.Presl
Familias

Ver taxonomía

Las praderas marinas son las únicas plantas con flores que crecen en ambientes marinos . Existen alrededor de 60 especies de praderas marinas totalmente marinas que pertenecen a cuatro familias ( Posidoniaceae , Zosteraceae , Hydrocharitaceae y Cymodoceaceae ), todas en el orden Alismatales (en el clado de las monocotiledóneas ). [1] Las praderas marinas evolucionaron a partir de plantas terrestres que recolonizaron el océano hace entre 70 y 100 millones de años.

El nombre de pastos marinos proviene de las muchas especies con hojas largas y estrechas , que crecen por extensión del rizoma y a menudo se extienden en grandes " prados " que se asemejan a pastizales ; muchas especies se parecen superficialmente a los pastos terrestres de la familia Poaceae .

Como todas las plantas autótrofas , las praderas marinas realizan la fotosíntesis en la zona fótica sumergida y la mayoría se encuentran en aguas costeras poco profundas y protegidas ancladas en fondos de arena o lodo. La mayoría de las especies experimentan polinización submarina y completan su ciclo de vida bajo el agua. Si bien anteriormente se creía que esta polinización se llevaba a cabo sin polinizadores y puramente por la deriva de la corriente marina, se ha demostrado que esto es falso para al menos una especie, Thalassia testudinum , que lleva a cabo una estrategia biótica-abiótica mixta. Se han encontrado crustáceos (como cangrejos, Majidae zoae , Thalassinidea zoea ) y larvas de gusanos poliquetos sílidos con granos de polen, y la planta produce grupos mucígenos nutritivos de polen para atraerlos y adherirse a ellos en lugar de néctar como lo hacen las flores terrestres. [2]

Las praderas marinas forman densas praderas submarinas que se encuentran entre los ecosistemas más productivos del mundo. Funcionan como importantes sumideros de carbono [3] y proporcionan hábitats y alimentos para una diversidad de vida marina comparable a la de los arrecifes de coral .

Descripción general

Las praderas marinas son un grupo parafilético de angiospermas marinas que evolucionaron en paralelo tres o cuatro veces desde las plantas terrestres hasta el mar. Las siguientes características se pueden utilizar para definir una especie de pradera marina:

Las praderas marinas influyen profundamente en los entornos físicos, químicos y biológicos de las aguas costeras. [4] Aunque las praderas marinas proporcionan servicios ecosistémicos invaluables al actuar como zona de crianza y cría para una variedad de organismos y promover la pesca comercial , muchos aspectos de su fisiología no están bien investigados. Hay 26 especies de praderas marinas en las aguas costeras de América del Norte. [6] Varios estudios han indicado que el hábitat de las praderas marinas está disminuyendo en todo el mundo. [7] [8] Diez especies de praderas marinas corren un riesgo elevado de extinción (14% de todas las especies de praderas marinas) y tres especies están clasificadas como en peligro de extinción . La pérdida de praderas marinas y la degradación de su biodiversidad tendrán graves repercusiones para la biodiversidad marina y la población humana que depende de los recursos y los servicios ecosistémicos que proporcionan las praderas marinas. [9] [4]

Las praderas marinas forman importantes ecosistemas costeros . [10] El peligro mundial que corren estas praderas marinas, que proporcionan alimento y hábitat a muchas especies marinas , impulsa la necesidad de proteger y comprender estos valiosos recursos. [11]

Evolución

Evolución de las praderas marinas, que muestra la progresión hacia la tierra desde los orígenes marinos, la diversificación de las plantas terrestres y el posterior retorno al mar de las praderas marinas.

Hace unos 140 millones de años, las praderas marinas evolucionaron a partir de las primeras monocotiledóneas que lograron conquistar el ambiente marino. [11] Las monocotiledóneas son plantas con flores herbáceas y similares a las herbáceas (angiospermas), cuyas semillas suelen contener solo una hoja embrionaria o cotiledón . [12]

Las plantas terrestres evolucionaron quizás hace 450 millones de años a partir de un grupo de algas verdes . [13] Las praderas marinas luego evolucionaron a partir de plantas terrestres que migraron de regreso al océano. [14] [15] Hace entre 70 y 100 millones de años, tres linajes independientes de praderas marinas ( Hydrocharitaceae , complejo Cymodoceaceae y Zosteraceae ) evolucionaron a partir de un solo linaje de plantas monocotiledóneas con flores. [16]

Otras plantas que colonizaron el mar, como las plantas de marismas , los manglares y las algas marinas , tienen linajes evolutivos más diversos. A pesar de su baja diversidad de especies, las praderas marinas han logrado colonizar las plataformas continentales de todos los continentes, excepto la Antártida. [17]

La secuenciación reciente de los genomas de Zostera marina y Zostera muelleri ha proporcionado una mejor comprensión de la adaptación de las angiospermas al mar. [18] [19] Durante el paso evolutivo de regreso al océano, se han perdido diferentes genes (por ejemplo, genes estomáticos ) o se han reducido (por ejemplo, genes involucrados en la síntesis de terpenoides ) y se han recuperado otros, como en los genes involucrados en la sulfatación . [19] [11]

La información genómica ha demostrado además que la adaptación al hábitat marino se logró mediante cambios radicales en la composición de la pared celular. [18] [19] Sin embargo, las paredes celulares de las praderas marinas no se comprenden bien. Además de los rasgos ancestrales de las plantas terrestres, se esperaría un proceso de adaptación impulsado por el hábitat al nuevo entorno caracterizado por múltiples factores estresantes abióticos (altas cantidades de sal) y bióticos (diferentes herbívoros marinos y colonización bacteriana). [11] Las paredes celulares de las praderas marinas parecen combinaciones intrincadas de características conocidas tanto de las plantas terrestres angiospermas como de las macroalgas marinas con nuevos elementos estructurales. [11]

Taxonomía

En la actualidad, las praderas marinas son un grupo polifilético de angiospermas marinas con alrededor de 60 especies en cinco familias ( Zosteraceae , Hydrocharitaceae , Posidoniaceae , Cymodoceaceae y Ruppiaceae ), que pertenecen al orden Alismatales según el Sistema del Grupo de Filogenia de Angiospermas IV. [20] El género Ruppia , que se encuentra en aguas salobres, no es considerado como una pradera marina "real" por todos los autores y ha sido cambiado a Cymodoceaceae por algunos autores. [21] El sistema APG IV y la página web The Plant List [22] no comparten esta asignación familiar. [11]

FamiliaImagenGénerosDescripción
ZosteráceasLa familia Zosteraceae , también conocida como la familia de las praderas marinas , incluye dos géneros que contienen 14 especies marinas. Se encuentra en aguas costeras templadas y subtropicales , y la mayor diversidad se encuentra alrededor de Corea y Japón.
Subtotal de especies:  
Filospádice
Zostera
HidrocaritáceasLa familia Hydrocharitaceae , también conocida como gramíneas , incluye la hierba acuática canadiense y la sapo. La familia incluye plantas acuáticas tanto de agua dulce como marinas, aunque de los dieciséis géneros reconocidos actualmente, solo tres son marinos. [23] Se encuentran en todo el mundo en una amplia variedad de hábitats, pero son principalmente tropicales.
Subtotal de especies:  
Enhalus
Halófila
Talasia
PosidoniáceasLa familia Posidoniaceae contiene un solo género con dos a nueve especies marinas que se encuentran en los mares del Mediterráneo y alrededor de la costa sur de Australia .
Subtotal de especies: 2 a 9  
Posidonia
CimodáceasLa familia Cymodoceaceae , también conocida como hierba del manatí , incluye solo especies marinas. [24] Algunos taxónomos no reconocen esta familia.
Subtotal de especies:  
Anfíboles
Cimodáceas
Halodulo
Siringodio
Talasodendro
Especies totales:   

Reclutamiento sexual

Semillas de Posidonia oceanica . [25] (A) Semillas recién liberadas dentro de un fruto, (B) semillas de una semana de antigüedad. FP: pericarpio del fruto, NRS: semillas recién liberadas, WS: semillas de 1 semana de antigüedad, H: pelos adhesivos, S: semilla, R1: raíz primaria, Rh: rizoma, L: hojas.
Las etapas del reclutamiento sexual de Posidonia oceanica : [25]
dispersión, adhesión y asentamiento

Las poblaciones de pastos marinos están amenazadas actualmente por una variedad de factores estresantes antropogénicos . [26] [8] La capacidad de los pastos marinos para hacer frente a las perturbaciones ambientales depende, en cierta medida, de la variabilidad genética , que se obtiene a través del reclutamiento sexual . [27] [28] [29] Al formar nuevos individuos, los pastos marinos aumentan su diversidad genética y, por lo tanto, su capacidad para colonizar nuevas áreas y adaptarse a los cambios ambientales. [30] [31] [32] [33] [34] [25] [ citas excesivas ]

Las praderas marinas tienen estrategias de colonización contrastantes . [35] Algunas praderas marinas forman bancos de semillas de semillas pequeñas con pericarpios duros que pueden permanecer en la etapa de latencia durante varios meses. Estas praderas marinas generalmente tienen una vida corta y pueden recuperarse rápidamente de las perturbaciones al no germinar lejos de las praderas parentales (por ejemplo, Halophila sp., Halodule sp., Cymodocea sp., Zostera sp. y Heterozostera sp.). [35] [36] Por el contrario, otras praderas marinas forman propágulos de dispersión . Esta estrategia es típica de las praderas marinas de larga vida que pueden formar frutos flotantes con semillas internas grandes no latentes, como los géneros Posidonia sp., Enhalus sp. y Thalassia sp. [35] [37] En consecuencia, las semillas de las praderas marinas de larga vida tienen una gran capacidad de dispersión en comparación con las semillas del tipo de vida corta, [38] lo que permite la evolución de las especies más allá de las condiciones de luz desfavorables mediante el desarrollo de plántulas de praderas parentales. [25]

La pradera marina Posidonia oceanica (L.) Delile es una de las especies más antiguas y grandes de la Tierra. Un individuo puede formar praderas de casi 15 km de ancho y puede tener cientos a miles de años de antigüedad. [39] Las praderas de P. oceanica juegan papeles importantes en el mantenimiento de la geomorfología de las costas mediterráneas, lo que, entre otros, hace de esta pradera marina un hábitat prioritario de conservación. [40] Actualmente, la floración y el reclutamiento de P. oceanica parece ser más frecuente de lo esperado en el pasado. [41] [42] [43] [44] [45] Además, esta pradera marina tiene adaptaciones singulares para aumentar su supervivencia durante el reclutamiento. Las grandes cantidades de reservas de nutrientes contenidas en las semillas de esta pradera marina apoyan el crecimiento de brotes y raíces, incluso hasta el primer año de desarrollo de la plántula. [39] En los primeros meses de germinación , cuando el desarrollo de las hojas es escaso, las semillas de P. oceanica realizan actividad fotosintética , lo que aumenta sus tasas fotosintéticas y maximiza así el éxito del establecimiento de las plántulas. [46] [47] Las plántulas también muestran una alta plasticidad morfológica durante el desarrollo de su sistema radicular [48] [49] al formar pelos radiculares adhesivos para ayudar a anclarse a los sedimentos rocosos. [41] [50] [51] Sin embargo, muchos factores sobre el reclutamiento sexual de P. oceanica siguen siendo desconocidos, como cuándo está activa la fotosíntesis en las semillas o cómo las semillas pueden permanecer ancladas y persistir en el sustrato hasta que sus sistemas radiculares se hayan desarrollado completamente. [25]

Intermareal y submareal

Respuestas morfológicas y fotoaclimatativas de la zostera marina intermareal y submareal [ 52 ]

Las praderas marinas que se encuentran en las zonas intermareales y submareales están expuestas a condiciones ambientales muy variables debido a los cambios de marea. [53] [54] Las praderas marinas submareales están expuestas con mayor frecuencia a condiciones de luz más bajas, impulsadas por una plétora de influencias naturales y provocadas por el hombre que reducen la penetración de la luz al aumentar la densidad de materiales opacos suspendidos. Las condiciones de luz submareal se pueden estimar, con alta precisión, utilizando inteligencia artificial, lo que permite una mitigación más rápida de la que estaba disponible utilizando técnicas in situ . [55] Las praderas marinas en la zona intermareal están expuestas regularmente al aire y, en consecuencia, experimentan temperaturas extremadamente altas y bajas, alta irradiancia fotoinhibitoria y estrés por desecación en relación con las praderas marinas submareales. [54] [56] [57] Estas temperaturas extremas pueden provocar una muerte regresiva significativa de las praderas marinas cuando estas se exponen al aire durante la marea baja. [58] [59] [60] El estrés de desecación durante la marea baja se ha considerado el factor principal que limita la distribución de las praderas marinas en la zona intermareal superior. [61] Las praderas marinas que residen en la zona intermareal suelen ser más pequeñas que las de la zona submareal para minimizar los efectos del estrés de emergencia. [62] [59] Las praderas marinas intermareales también muestran respuestas dependientes de la luz, como una menor eficiencia fotosintética y una mayor fotoprotección durante períodos de alta irradiación y exposición al aire. [63] [64]

Plántula de Zostera marina [65]

Por el contrario, las praderas marinas de la zona submareal se adaptan a condiciones de luz reducidas causadas por la atenuación y dispersión de la luz debido a la columna de agua superpuesta y las partículas suspendidas. [66] [67] Las praderas marinas de la zona submareal profunda generalmente tienen hojas más largas y láminas foliares más anchas que las de la zona submareal o intermareal poco profunda, lo que permite una mayor fotosíntesis, lo que a su vez resulta en un mayor crecimiento. [57] Las praderas marinas también responden a condiciones de luz reducidas aumentando el contenido de clorofila y disminuyendo la relación clorofila a/b para mejorar la eficiencia de absorción de luz mediante el uso eficiente de las abundantes longitudes de onda. [68] [69] [70] Como las praderas marinas de las zonas intermareal y submareal se encuentran bajo condiciones de luz muy diferentes, exhiben respuestas fotoaclimatatorias claramente diferentes para maximizar la actividad fotosintética y la fotoprotección del exceso de irradiancia. [ cita requerida ]

Las praderas marinas asimilan grandes cantidades de carbono inorgánico para lograr una producción de alto nivel. [71] [72] Los macrófitos marinos , incluidas las praderas marinas, utilizan tanto CO2 como HCO3 .−3( bicarbonato ) para la reducción fotosintética del carbono. [73] [74] [75] A pesar de la exposición al aire durante la marea baja, las praderas marinas en la zona intermareal pueden continuar la fotosíntesis utilizando el CO2 en el aire. [76] Por lo tanto, la composición de las fuentes de carbono inorgánico para la fotosíntesis de las praderas marinas probablemente varía entre las plantas intermareales y submareales. Debido a que las proporciones de isótopos de carbono estables de los tejidos vegetales cambian en función de las fuentes de carbono inorgánico para la fotosíntesis, [77] [78] las praderas marinas en las zonas intermareales y submareales pueden tener diferentes rangos de proporciones de isótopos de carbono estables.

Praderas de pastos marinos

Lecho de pastos marinos con varios equinoideos
Lecho de pastos marinos con densa hierba de tortuga ( Thalassia testudinum ) y un caracol reina inmaduro ( Eustrombus gigas )

Las praderas o praderas marinas pueden ser monoespecíficas (compuestas por una sola especie) o estar formadas por praderas mixtas. En las zonas templadas , normalmente predominan una o varias especies (como la zostera marina en el Atlántico Norte), mientras que las praderas tropicales suelen ser más diversas, con hasta trece especies registradas en Filipinas . [ cita requerida ]

Las praderas de pastos marinos son ecosistemas diversos y productivos , y pueden albergar cientos de especies asociadas de todos los filos , por ejemplo , peces juveniles y adultos , macroalgas y microalgas epífitas y de vida libre , moluscos , gusanos poliquetos y nematodos . Originalmente se consideró que pocas especies se alimentaban directamente de las hojas de las praderas marinas (en parte debido a su bajo contenido nutricional), pero las revisiones científicas y los métodos de trabajo mejorados han demostrado que la herbivoría de las praderas marinas es un eslabón importante en la cadena alimentaria, que alimenta a cientos de especies, incluidas tortugas verdes , dugongos , manatíes , peces , gansos , cisnes , erizos de mar y cangrejos . Algunas especies de peces que visitan o se alimentan de las praderas marinas crían a sus crías en manglares o arrecifes de coral adyacentes .

Las praderas marinas atrapan sedimentos y ralentizan el movimiento del agua, lo que hace que los sedimentos suspendidos se depositen. La captura de sedimentos beneficia a los corales al reducir las cargas de sedimentos, lo que mejora la fotosíntesis tanto de los corales como de las praderas marinas. [79]

Aunque a menudo se pasan por alto, las praderas marinas proporcionan una serie de servicios ecosistémicos . [80] [81] Las praderas marinas se consideran ingenieros de ecosistemas . [82] [15] [14] Esto significa que las plantas alteran el ecosistema que las rodea. Este ajuste ocurre tanto en forma física como química. Muchas especies de praderas marinas producen una extensa red subterránea de raíces y rizomas que estabilizan los sedimentos y reducen la erosión costera . [83] Este sistema también ayuda a oxigenar los sedimentos, proporcionando un entorno hospitalario para los organismos que habitan en los sedimentos . [82] Las praderas marinas también mejoran la calidad del agua al estabilizar los metales pesados, los contaminantes y el exceso de nutrientes. [84] [15] [14] Las largas hojas de las praderas marinas ralentizan el movimiento del agua, lo que reduce la energía de las olas y ofrece mayor protección contra la erosión costera y las marejadas ciclónicas . Además, debido a que las praderas marinas son plantas submarinas, producen cantidades significativas de oxígeno que oxigenan la columna de agua. Estas praderas representan más del 10% del almacenamiento total de carbono del océano. Por hectárea, retienen el doble de dióxido de carbono que las selvas tropicales y pueden secuestrar alrededor de 27,4 millones de toneladas de CO2 al año. [85]

Las praderas de pastos marinos proporcionan alimento a muchos herbívoros marinos. Las tortugas marinas, los manatíes, los peces loro, los peces cirujano, los erizos de mar y los peces pinfish se alimentan de pastos marinos. Muchos otros animales más pequeños se alimentan de las epífitas e invertebrados que viven en y entre las hojas de pastos marinos. [86] Las praderas de pastos marinos también proporcionan hábitat físico en áreas que de otra manera estarían desprovistas de cualquier vegetación. Debido a esta estructura tridimensional en la columna de agua, muchas especies ocupan hábitats de pastos marinos para refugiarse y alimentarse. Se estima que 17 especies de peces de arrecife de coral pasan toda su etapa de vida juvenil únicamente en llanuras de pastos marinos. [87] Estos hábitats también actúan como zonas de cría para especies pesqueras valoradas comercial y recreativamente, incluido el mero ( Mycteroperca microlepis ), el corvina roja, el róbalo común y muchos otros. [88] [89] Algunas especies de peces utilizan praderas de pastos marinos y varias etapas del ciclo de vida. En una publicación reciente, el Dr. Ross Boucek y sus colegas descubrieron que dos peces de aguas poco profundas muy buscados, el róbalo común y la trucha marina moteada, proporcionan un hábitat de alimentación esencial durante la reproducción. [90] La reproducción sexual es extremadamente costosa en términos energéticos para completarse con la energía almacenada; por lo tanto, requieren praderas marinas cercanas para completar la reproducción. [90] Además, muchos invertebrados comercialmente importantes también residen en hábitats de pastos marinos, incluidas las vieiras de bahía ( Argopecten irradians ), los cangrejos herradura y los camarones . También se puede ver fauna carismática visitando los hábitats de pastos marinos. Estas especies incluyen el manatí antillano , las tortugas marinas verdes y varias especies de tiburones. La alta diversidad de organismos marinos que se pueden encontrar en los hábitats de pastos marinos los promueve como una atracción turística y una fuente importante de ingresos para muchas economías costeras a lo largo del Golfo de México y en el Caribe.

Microbioma de las praderas marinas

Los procesos interconectados más importantes dentro del holobionte de las praderas marinas están relacionados con los procesos en los ciclos del carbono, nitrógeno y azufre. La radiación fotosintéticamente activa (PAR) determina la actividad fotosintética de la planta de pradera marina que determina cuánto dióxido de carbono se fija, cuánto carbono orgánico disuelto (DOC) se exuda de las hojas y el sistema radicular, y cuánto oxígeno se transporta a la rizosfera . El transporte de oxígeno a la rizosfera altera las condiciones redox en la rizosfera, diferenciándola de los sedimentos circundantes que generalmente son anóxicos y sulfídicos . [91] [92]

Holobionte de pastos marinos

El concepto de holobionte , que enfatiza la importancia y las interacciones de un huésped microbiano con microorganismos y virus asociados y describe su funcionamiento como una sola unidad biológica, [93] ha sido investigado y discutido para muchos sistemas modelo, aunque hay críticas sustanciales a un concepto que define diversas simbiosis huésped-microbio como una sola unidad biológica. [94] Los conceptos de holobionte y hologenoma han evolucionado desde la definición original, [95] y no hay duda de que los microorganismos simbióticos son fundamentales para la biología y ecología del huésped al proporcionar vitaminas, energía y nutrientes inorgánicos u orgánicos, participar en mecanismos de defensa o impulsar la evolución del huésped. [96]

Aunque la mayor parte del trabajo sobre interacciones entre hospedadores y microbios se ha centrado en sistemas animales como los corales, las esponjas o los seres humanos, existe una gran cantidad de literatura sobre holobiontes vegetales . [97] Las comunidades microbianas asociadas a plantas afectan a los dos componentes clave de la aptitud de las plantas, el crecimiento y la supervivencia, [98] y están determinadas por la disponibilidad de nutrientes y los mecanismos de defensa de las plantas. [99] Se ha descrito que varios hábitats albergan microbios asociados a plantas, incluidos el rizoplano (superficie del tejido de la raíz), la rizosfera (periferia de las raíces), la endosfera (dentro del tejido de la planta) y la filosfera (superficie total sobre el suelo). [91] La comunidad microbiana en la rizosfera de P. oceanica muestra una complejidad similar a la de los hábitats terrestres que contienen miles de taxones por gramo de suelo. En contraste, la química en la rizosfera de P. oceanica estaba dominada por la presencia de azúcares como la sacarosa y los fenólicos. [100]

Paredes celulares

Estructuras de galactanos sulfatados de organismos marinos. [11] Estructuras de polisacáridos sulfatados de izquierda a derecha: alga roja: Botryocladia occidentalis , fanerógama marina: Ruppia maritima , erizo de mar: Echinometra lucunter , tunicado: Styela plicata .

Las paredes celulares de las praderas marinas contienen los mismos polisacáridos que se encuentran en las plantas terrestres angiospermas , como la celulosa [101]. Sin embargo, las paredes celulares de algunas praderas marinas se caracterizan por polisacáridos sulfatados , [102] [103] que es un atributo común de las macroalgas de los grupos de las algas rojas , pardas y también verdes . En 2005 se propuso que las angiospermas marinas habían recuperado la capacidad de sintetizar polisacáridos sulfatados. [102] Otra característica única de las paredes celulares de las praderas marinas es la presencia de polisacáridos pécticos inusuales llamados apiogalacturonanos . [104] [105] [11]

Además de los polisacáridos, las glicoproteínas de la familia de glicoproteínas ricas en hidroxiprolina , [106] son ​​componentes importantes de las paredes celulares de las plantas terrestres. Las proteínas arabinogalactano altamente glicosiladas son de interés debido a su participación tanto en la arquitectura de la pared como en los procesos reguladores celulares. [107] [108] Las proteínas arabinogalactano son ubicuas en las plantas terrestres con semillas [108] y también se han encontrado en helechos , licofitas y musgos . [109] Se caracterizan estructuralmente por grandes fracciones de polisacáridos compuestas de arabinogalactanos (normalmente más del 90% de la molécula) que están unidas covalentemente a través de hidroxiprolina a cadenas principales de proteína/péptido relativamente pequeñas (normalmente menos del 10% de la molécula). [108] Se han identificado distintas modificaciones de glicanos en diferentes especies y tejidos y se ha sugerido que estas influyen en las propiedades físicas y la función. En 2020, se aislaron y caracterizaron estructuralmente por primera vez los AGP de una pradera marina. [110] Aunque la estructura principal común de las proteínas arabinogalactano de las plantas terrestres se conserva, las estructuras de los glicanos exhiben características únicas que sugieren un papel de las proteínas arabinogalactano de las praderas marinas en la osmorregulación . [111] [11]

Otros componentes de las paredes secundarias de las plantas son polímeros fenólicos reticulados llamados lignina , que son responsables del fortalecimiento mecánico de la pared. En las praderas marinas, este polímero también se ha detectado, pero a menudo en cantidades menores en comparación con las plantas terrestres angiospermas. [112] [113] [114] [115] [11] Por lo tanto, las paredes celulares de las praderas marinas parecen contener combinaciones de características conocidas tanto de las plantas terrestres angiospermas como de las macroalgas marinas junto con nuevos elementos estructurales. Las hojas secas de las praderas marinas podrían ser útiles para la fabricación de papel o como materiales aislantes, por lo que el conocimiento de la composición de la pared celular tiene cierta relevancia tecnológica. [11]

Amenazas y conservación

A pesar de cubrir solo el 0,1 - 0,2% de la superficie del océano, las praderas marinas forman ecosistemas de importancia crítica. Al igual que muchas otras regiones del océano, las praderas marinas se han enfrentado a un declive global acelerado. [116] Desde finales del siglo XIX, se ha perdido más del 20% de la superficie mundial de praderas marinas, y la pérdida de praderas marinas se produce a un ritmo del 1,5% cada año. [117] De las 72 especies mundiales de praderas marinas, aproximadamente una cuarta parte (15 especies) podrían considerarse en estado de amenazadas o casi amenazadas en la Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN . [118] Las amenazas incluyen una combinación de factores naturales, como tormentas y enfermedades, y de origen antropogénico, como la destrucción del hábitat , la contaminación y el cambio climático . [116]

La amenaza más común para las praderas marinas es, con diferencia, la actividad humana. [119] [120] Hasta 67 especies (93%) de praderas marinas se ven afectadas por la actividad humana en las regiones costeras. [118] Actividades como el desarrollo de tierras costeras, la navegación a motor y las prácticas pesqueras como la pesca de arrastre destruyen físicamente los lechos de praderas marinas o aumentan la turbidez del agua, lo que provoca la muerte de las praderas marinas. Dado que las praderas marinas tienen algunos de los mayores requisitos de luz de las especies de plantas angiospermas , se ven muy afectadas por las condiciones ambientales que modifican la claridad del agua y bloquean la luz. [121]

Las praderas marinas también se ven afectadas negativamente por los cambios en las condiciones climáticas globales. El aumento de los fenómenos meteorológicos, el aumento del nivel del mar y las temperaturas más altas como resultado del calentamiento global tienen el potencial de inducir una pérdida generalizada de praderas marinas. Una amenaza adicional para las praderas marinas es la introducción de especies no autóctonas. En las praderas marinas de todo el mundo, se han establecido al menos 28 especies no autóctonas. De estas especies invasoras , se ha documentado que la mayoría (64%) tienen efectos negativos sobre el ecosistema. [121]

Otra causa importante de la desaparición de las praderas marinas es la eutrofización costera . El rápido desarrollo de la densidad de población humana a lo largo de las costas ha provocado altas cargas de nutrientes en las aguas costeras debido a las aguas residuales y otros impactos del desarrollo. El aumento de las cargas de nutrientes crea una cascada acelerada de efectos directos e indirectos que conducen al declive de las praderas marinas. Si bien cierta exposición a altas concentraciones de nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo , puede resultar en un aumento de la productividad de las praderas marinas, los altos niveles de nutrientes también pueden estimular el rápido crecimiento excesivo de macroalgas y epífitas en aguas poco profundas, y fitoplancton en aguas más profundas. En respuesta a los altos niveles de nutrientes, las macroalgas forman densos doseles en la superficie del agua, lo que limita la luz capaz de llegar a las praderas marinas bentónicas . [122] Las floraciones de algas causadas por la eutrofización también conducen a condiciones hipóxicas , a las que las praderas marinas también son muy susceptibles. Dado que los sedimentos costeros son generalmente anóxicos , las praderas marinas deben suministrar oxígeno a sus raíces subterráneas ya sea a través de la fotosíntesis o por la difusión de oxígeno en la columna de agua. Cuando el agua que rodea a las praderas marinas se vuelve hipóxica, también lo hacen los tejidos de las praderas marinas. Las condiciones hipóxicas afectan negativamente el crecimiento y la supervivencia de las praderas marinas, y se ha demostrado que las praderas marinas expuestas a condiciones hipóxicas tienen tasas reducidas de fotosíntesis, mayor respiración y menor crecimiento. Las condiciones hipóxicas pueden eventualmente conducir a la muerte de las praderas marinas, lo que crea un ciclo de retroalimentación positiva , donde la descomposición de la materia orgánica disminuye aún más la cantidad de oxígeno presente en la columna de agua. [122]

Se han estudiado las posibles trayectorias de las poblaciones de fanerógamas marinas en el mar Mediterráneo . Estos estudios sugieren que la presencia de fanerógamas marinas depende de factores físicos como la temperatura, la salinidad, la profundidad y la turbidez, junto con fenómenos naturales como el cambio climático y la presión antropogénica. Si bien hay excepciones, la regresión fue una tendencia general en muchas áreas del mar Mediterráneo. Se estima que hay una reducción del 27,7% a lo largo de la costa sur del Lacio , una reducción del 18%-38% en la cuenca del Mediterráneo norte, una reducción del 19%-30% en las costas de Liguria desde la década de 1960 y una reducción del 23% en Francia en los últimos 50 años. En España, la principal razón de la regresión se debió a la actividad humana, como la pesca de arrastre ilegal y la acuicultura . Se encontró que las áreas con un impacto humano medio a alto sufrieron una reducción más severa. En general, se sugirió que el 29% de las poblaciones conocidas de praderas marinas han desaparecido desde 1879. La reducción en estas áreas sugiere que, si el calentamiento en la cuenca mediterránea continúa, puede conducir a una extinción funcional de Posidonia oceanica en el Mediterráneo para el año 2050. Los científicos sugirieron que las tendencias que identificaron parecen ser parte de una tendencia a gran escala en todo el mundo. [123]

Los esfuerzos de conservación son imperativos para la supervivencia de las especies de pastos marinos. Si bien hay muchos desafíos que superar con respecto a la conservación de los pastos marinos, hay algunos importantes que se pueden abordar. La conciencia social sobre qué son los pastos marinos y su importancia para el bienestar humano es increíblemente importante. A medida que la mayoría de las personas se urbanizan más, están cada vez más desconectadas del mundo natural. Esto permite conceptos erróneos y una falta de comprensión de la ecología de los pastos marinos y su importancia. Además, es un desafío obtener y mantener información sobre el estado y la condición de las poblaciones de pastos marinos. Con muchas poblaciones en todo el mundo, es difícil mapear las poblaciones actuales. Otro desafío que enfrenta la conservación de los pastos marinos es la capacidad de identificar actividades amenazantes a escala local. Además, en una población humana en constante crecimiento, existe la necesidad de equilibrar las necesidades de las personas y también las necesidades del planeta. Por último, es un desafío generar investigación científica para apoyar la conservación de los pastos marinos. Se dedican esfuerzos y recursos limitados al estudio de los pastos marinos. [124] Esto se observa en zonas como la India y China , donde no hay planes para conservar las poblaciones de pastos marinos. Sin embargo, la conservación y restauración de los pastos marinos puede contribuir a 16 de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas . [125]

En un estudio sobre la conservación de las praderas marinas en China, los científicos hicieron varias sugerencias sobre cómo conservarlas mejor. Sugirieron que las praderas marinas deberían incluirse en la agenda de conservación china, como se hace en otros países. Pidieron al gobierno chino que prohibiera la recuperación de tierras en áreas cercanas o dentro de praderas marinas, que redujera la cantidad y el tamaño de los estanques de cultivo, que controlara la acuicultura en balsas y mejorara la calidad de los sedimentos, que estableciera reservas de praderas marinas, que aumentara la conciencia sobre las praderas marinas entre los pescadores y los responsables de las políticas y que llevara a cabo la restauración de las praderas marinas. [126] Sugerencias similares se hicieron en la India, donde los científicos sugirieron que la participación pública era importante. Además, los científicos, el público y los funcionarios gubernamentales deberían trabajar en conjunto para integrar el conocimiento ecológico tradicional y las prácticas socioculturales para desarrollar políticas de conservación. [127]

El Día Mundial de las Praderas Marinas es un evento anual que se celebra el 1 de marzo para crear conciencia sobre las praderas marinas y sus importantes funciones en el ecosistema marino. [128] [129]

Véase también

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Referencias adicionales

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  • Proyecto Seagrass: organización benéfica que promueve la conservación de las praderas marinas a través de la comunidad, la investigación y la acción
  • Proyecto de Regeneración de Pastos Marinos.
  • SeagrassSpotter: proyecto de ciencia ciudadana que busca generar conciencia sobre las praderas marinas y mapear su ubicación
  • Panorama de praderas y praderas marinas desde el Portal Oceanográfico del Smithsonian
  • Artículo de Nature Geoscience que describe la ubicación de las praderas marinas en todo el mundo
  • Seagrass-Watch: el programa científico y no destructivo de evaluación y monitoreo de pastos marinos más grande del mundo
  • Restore-A-Scar: una campaña sin fines de lucro para restaurar praderas marinas dañadas por hélices de embarcaciones
  • SeagrassNet: programa mundial de vigilancia de praderas marinas
  • El Fondo de Pastos Marinos de The Ocean Foundation
  • Taxonomía de las praderas marinas
  • Asociación Mundial de Pastos Marinos
  • Pastos marinos LI
  • Ciencia y gestión de las praderas marinas en el mar de China Meridional y el golfo de Tailandia
  • Ecología marina (diciembre de 2006): número especial sobre praderas marinas
  • Pastos marinos de Camboya
  • Productividad de las praderas marinas - Acción COST ES0906
  • Ficha técnica sobre pastos marinos de la pesca en Australia Occidental
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