Investigadoras de Costa Rica cultivan corales nuevos para salvar arrecifes

Cual sirena en un picnic submarino, ella flota ligeramente en la corriente mientras los rayos de luz revelan un jardín de corales en el golfo Dulce, en el sur de Costa Rica. Sosteniendo una cesta llena de corales redondos y con espinas, recoge una última muestra y luego comienza su ascenso. Al salir a la superficie, Socorro Ávila, investigadora adjunta que creció en este golfo, se une a Joanie Kleypas y Tatiana Villalobos (otras dos sirenas) y juntas nadan hasta el barco que se encuentra cerca.

Las tres científicas entregan su cosecha, corales redondos y punzantes, al barco que las espera. El manejo de cada pieza requiere paciencia: algunos cuelgan de un sedal transparente, mientras que otros se enroscan en los hilos entretejidos de una cuerda. Mientras desenredan cada pieza preciosa, las ramas de los corales se agitan y tintinean como muñecas de porcelana que chocan entre sí. El equipo sube al barco, se quita el equipo de buceo y se adentra en el golfo —un paso más cerca de entender a estas misteriosas especies—.

Desde hace tres años, este equipo denominado Raising Coral Costa Rica ha estado desprendiendo trozos de coral de los arrecifes existentes para cultivarlos en un vivero submarino. Algunos meses después, el equipo traslada los corales cultivados en el vivero y los sujeta a estructuras similares a un esqueleto que alguna vez fueron florecientes arrecifes con vida del golfo Dulce. Kleypas, científica del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de Colorado, ha dedicado 30 años al estudio de los arrecifes de coral, mientras que Villalobos, junto con un grupo de otros investigadores que participan en el proyecto, forma parte de la división de ciencias oceánicas y de agua dulce de la Universidad de Costa Rica, el CIMAR (Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología).

El equipo emplea técnicas probadas e ideas experimentales para cultivar corales y revivir antiguos arrecifes del golfo Dulce, un oasis submarino en la parte oriental tropical del océano Pacífico, donde, históricamente, los arrecifes de coral no se han estudiado mucho. Por el contrario, los investigadores han estudiado mucho más los corales del mar Caribe y de la Gran Barrera de Coral. “Estos corales se han ignorado, principalmente porque no forman grandes e inmensos arrecifes”, explicó Kleypas. Sin embargo, la especie de esta zona del Pacífico sustenta niveles elevados de biodiversidad y se comporta de manera similar a los tan estudiados arrecifes del Caribe, aunque contienen menos corales en general, agregó.

Sus hallazgos están ayudando a restaurar los ecosistemas locales y podrían ayudar a los investigadores que esperan revivir los arrecifes de los países cercanos. Al compararla con muchos de los arrecifes del mundo, puede que la especie del golfo Dulce brinde pistas extraordinarias sobre la resiliencia ante las condiciones cambiantes de los océanos. Todos los días, la marea del océano baja y fluye al golfo, lo que aumenta y disminuye la temperatura, la acidez y la salinidad regularmente. Dado que estos arrecifes están expuestos a fluctuaciones constantes, los investigadores se preguntan si podrían estar mejor equipados para soportar las condiciones oceánicas cambiantes que los corales que viven en el océano, donde las condiciones no fluctúan a diario.

A medida que la carrera por salvar a nuestros océanos del cambio climático se acelera en todo el mundo, saber cómo reconstruir uno de sus componentes fundamentales, los arrecifes de coral, quizás sea una manera en que los científicos les ayuden a sobrevivir en un mundo cuya temperatura se eleva cada vez más.

Ya no más “agua dulce”

Los españoles liderados por Cristóbal Colón desembarcaron en la costa occidental de Costa Rica a principios de 1500. Los primeros exploradores de esta parte de América Latina usaron el nombre “golfo Dulce” para referirse a las características de su agua. Cuatro grandes ríos (Tigre, Rincón, Esquinas y Coto-Colorado) desembocan en el golfo. Esta mezcla de agua dulce y salada hace que el golfo sea menos salado que el océano; el golfo Dulce tiene una salinidad de 28 a 34 partes por mil, en comparación con el promedio de 35 partes por mil que tiene el océano.

El golfo abarca aproximadamente 1295 kilómetros cuadrados y alcanza más de 198 metros de profundidad, lo que lo hace uno de los pocos fiordos tropicales del mundo, es decir, una gran extensión de aguas profundas rodeada por costas escarpadas. Con sus aguas tranquilas y sus grandes profundidades, el golfo Dulce es un foco de fauna marina. Es el único lugar conocido donde las yubartas tanto del norte como del sur migran mientras dan a luz, se siguen descubriendo nuevos invertebrados, y los tiburones, las tortugas y los peces utilizan estas aguas mansas como residencia temporal y permanente durante todo el año.

A lo largo de la costa poco profunda del golfo y en los fondos inclinados que hay debajo, se encuentran zonas de antiguos arrecifes de coral, algunos de los cuales datan de hace miles de años. Hace algunas décadas, estos arrecifes fueron casi diezmados por el desarrollo agrícola. Chiquita Banana, que forma parte de la United Fruit Company, se trasladó a la zona en 1937 y comenzó a construir su sede, así como sus plantaciones de bananos. Esto alteró fuertemente la selva tropical, y los ríos y el golfo se llenaron de tierra en cantidades sin precedentes. El desarrollo de la zona continuó cuando las plantaciones de bananos se convirtieron en parcelas para el aceite de palma en la década de 1980. En un estudio realizado entre 1992 y 1996, se reveló que la cobertura de coral vivo de un arrecife del golfo, en la playa Sándalo, disminuyó del 29 al 17%, debido a la gran cantidad de erosión.

“Pasé mi infancia aquí. Hacía mis deberes, pescaba y nadaba”, dijo Jorge Largaespada Amador. Amador, que hoy tiene 53 años, se mudó a Playa Blanca, un pequeño pueblo del golfo, cuando tenía seis. Cuenta que nadaba con pargos rojos y tiburones mientras cazaban cerca, en los arrecifes. “Los arrecifes estaban vivos; ahora están muertos”, comentó.

Hoy en día, gran parte de las tierras que rodean al golfo Dulce están protegidas como parque nacional o refugio, pero solo una pequeña parte del agua está incluida. “Alrededor del 10% del Parque Nacional Piedras Blancas, unas 14 mil hectáreas en total, se extiende hasta el golfo”, dijo Geinier Barquero Vanegas, guardabosques del MINAE SINAC, la división del gobierno nacional que gestiona las áreas de conversación. En 2010, el golfo Dulce fue declarado Área Marina para la Pesca Responsable, lo que lo convirtió en la zona de pesca responsable más extensa de América Central. Esta declaración impide que los barcos de pesca comercial entren en el golfo Dulce y le brinda a la vida marina del golfo la posibilidad de reconstruirse y prosperar.

Los corales

La mayoría de los arrecifes del mundo, incluidos los del golfo Dulce, crecen en aguas tropicales poco profundas cerca de la línea del Ecuador. En total, estos arrecifes abarcan 284.300 kilómetros cuadrados o menos del 1% del lecho marino, y los arrecifes de este golfo representan una pequeña parte de la ya reducida porción. Sin embargo, los arrecifes de coral conforman la base de los ecosistemas marinos: sustentan más del 25% de la vida oceánica. El coral, usando minerales del agua de mar, conforma una estructura para que vivan incontables organismos. En el golfo Dulce, los pequeños cangrejos de coral son inquilinos frecuentes de las ramas de los arrecifes, y los bancos de peces se mueven por ellos todos los días. Los animales marinos más grandes, como las rayas jaspeadas y los tiburones nodriza, usan estas áreas como zonas de cría y lugares de caza.

Como la ciudad de Nueva York, llena de edificios industriales y gente que mantiene las luces encendidas, un arrecife de coral está formado por animales que construyen las estructuras y las algas que viven en su interior. Las algas, conocidas como zooxantelas, utilizan la luz solar para producir la mayor parte de la energía necesaria para alimentar las ciudades submarinas, y el coral proporciona un refugio seguro.

Cuando las condiciones del océano cambian, como cuando la temperatura del agua aumenta de forma inusual o la transparencia del agua disminuye, los dos organismos que trabajan juntos para construir un arrecife se desincronizan. Este desequilibrio en la relación hace que el organismo colorido que genera la energía huya del arrecife y deje atrás un esqueleto de coral incoloro o “blanqueado”, sin ninguna forma sustancial de producir su propia energía.

Con el tiempo, a medida que la escorrentía en el golfo Dulce se aceleraba, los corales se fueron cubriendo de sedimento y la luz solar se fue bloqueando. Las algas no podían producir suficiente energía y los corales finalmente comenzaron a morir. A su vez, las tendencias de calentamiento oceánico de la historia reciente no han hecho más que acelerar el blanqueo de los corales del golfo Dulce y de todo el mundo.

Durante un acontecimiento mundial de blanqueo masivo de coral ocurrido entre 2015 y 2016, el coral del golfo Dulce disminuyó en un el 75%. Sin embargo, el equipo de investigación de Raising Coral se sorprendió al ver que los corales comenzaron a recuperarse apenas dos años después. “Nos entusiasmó que volvieran relativamente rápido… son tan resistentes”, dijo Kleypas. Inundado por algo más que un atisbo de esperanza por estos corales resistentes, el equipo está trabajando para establecer un proceso para la restauración de coral en la zona tropical oriental del océano Pacífico y en pruebas genéticas para definir qué hay detrás de esta resiliencia.

Las especies de coral en su conjunto se han visto cada vez más amenazadas y los investigadores no saben si estas complejas comunidades submarinas sobrevivirán hasta el próximo siglo. Aunque no podemos necesariamente detener el cambio climático ni las presiones humanas por completo, quizás existan maneras de atenuar su efecto sobre los arrecifes de coral. Si se hace bien, la restauración de los arrecifes de coral puede ser una forma de producir corales tolerantes al clima.

En un mundo donde surgen proyectos de restauración aleatorios de la noche a la mañana, el enfoque de este equipo en cuanto a la restauración y el entorno único de Costa Rica puede servir de modelo para los investigadores que se apresuran a reconstruir los arrecifes de coral del mundo.

El equipo

Cuando a Joanie Kleypas le presentaron las aguas del Pacífico oriental tropical de Costa Rica, tomó conocimiento de los antiguos arrecifes que habían sido diezmados por la escorrentía. “Tenía que verlos por mí misma”, dijo. Kleypas se inspiró y utilizó los fondos de un premio de 2011 para comenzar a experimentar con las formas de ayudar a los corales a crecer de nuevo. “Esta parte de Costa Rica tiene antecedentes de conservación ecológica: la calidad del agua estaba mejorando y la gente estaba empezando a preocuparse por el golfo Dulce”, dijo Kleypas.

Tatiana Villalobos, que creció en la provincia septentrional de Alajuela, Costa Rica, estaba iniciando sus estudios de posgrado en la Universidad de Costa Rica cuando un amigo en común le presentó a Kleypas en 2016. Villalobos había vivido la conmoción de ver un arrecife de coral blanqueado en su adolescencia y sabía que tenía que hacer algo para ayudar. Juntas, comenzaron un proyecto que combinaba su pasión por los arrecifes de coral y los lazos con el sur de Costa Rica.

Las dos investigadoras y su compañero, José Andrés Marín Moraga, quien se especializa en la restauración en la costa norte del Pacífico de Costa Rica, se marcharon a los Estados Unidos en 2016 para aprender a cultivar especies de coral de la mano de David Vaughan, el entonces director de Mote Marine Lab en Florida. Vaughan fue el pionero de una técnica llamada microfragmentación, que ahora se utiliza para cultivar corales en todo el mundo. En tanto forma de reproducción asexual, la microfragmentación crea una copia genética exacta de cada coral individual sin combinar los gametos femeninos y masculinos. Consiste en cortar un pequeño fragmento de un coral con vida y cultivarlo en condiciones marinas óptimas: con un flujo estable de nutrientes y abundante luz solar. Después de pasar entre 6 y 10 meses en el vivero, el fragmento de coral crece como un clon del organismo del cual se recolectó.

Luego de aprender la técnica, Kleypas y Villalobos regresaron a Costa Rica. El equipo de Raising Coral ahora incluye a expertos en ecología de los arrecifes de coral, ciencias sociales, negocios y conocimientos locales. Socorro Ávila, una residente de toda la vida de las tierras que rodean al golfo Dulce, se unió al equipo para ayudar a ocuparse de los viveros submarinos todos los meses. Encontrar a personas que hubieran crecido cerca de estas aguas, que las conocieran mejor que nadie y tuvieran un interés mutuo en su salud, era una prioridad principal para Villalobos y Kleypas.

Antes de comenzar a trabajar en el golfo Dulce, Villalobos habló con las comunidades locales que dependen de la salud de este ecosistema. Se reunió y entrevistó a casi 200 residentes para sondear sus conocimientos sobre los arrecifes de coral. “Resultó muy interesante, aunque por momentos, muy frustrante”, comentó. Se enteró de que algunos de los pescadores locales creían que los corales blanqueados, de un color blanco más brillante, estaban más sanos y mejores, cuando, en realidad, las especies de corales sanas del Pacífico oriental tropical tienen una coloración gris y neutra.

“Realmente teníamos que hacer nuestros deberes antes de comenzar con este proyecto”, dijo Kleypas. Analizaron todas las estructuras de arrecifes: investigaron la calidad del agua, la cercanía al desarrollo y la capacidad de proporcionar larvas a otras estructuras del arrecife. Finalmente, identificaron dos sitios distintos, ambos sobre colinas submarinas relativamente cercanas a la costa, que parecían ser los más prometedores para la restauración.

En 2017, el equipo de Raising Coral construyó un vivero submarino en una sección tranquila y poco profunda del golfo Dulce con caños de PVC, cuerdas, sedales transparentes y jarras de plástico vacías utilizadas como boyas. Ataron pequeños fragmentos de coral extraídos del golfo a las estructuras de PVC y crearon estructuras que parecían árboles de Navidad submarinos con adornos coralinos que flotaban en la corriente.

Al principio, las cosas no funcionaron bien: cerca del 80% de los corales que crecían en el vivero no sobrevivió. “Daba miedo; aprendíamos sobre la marcha”, dice Villalobos. Ahora, la situación cambió: después de tres años de prueba y error, más de 1.500 piezas nuevas de arrecife de coral crecieron en su vivero, algunas grandes como una pelota de básquet. Estas se cosechan algunos meses después y luego se transportan y sujetan a las estructuras de los arrecifes mortecinos.

Los investigadores visitan los corales recién plantados todos los meses, registran el progreso del crecimiento y el estado general. Hasta el momento, se plantaron 200 corales y, de esos, entre el 70 y el 80% luce sano y en crecimiento. Kleypas señala que restaurar los arrecifes de coral lleva tiempo y que solo si los arrecifes restaurados sobreviven a las condiciones oceánicas cambiantes se puede considerar que la restauración fue satisfactoria.

El jardín coralino

En una tarde reciente de enero, el equipo se ocupa de su jardín submarino. Villalobos y Ávila usan un cepillo de dientes para limpiar con cuidado los caños de PVC y quitarles las algas. Kleypas se cierne en el agua sobre una estructura que se asemeja a un cantero elevado fijado al fondo marino con cuerdas que recorren su extensión. Usa unos alicates pequeños y filosos para cortar un gran trozo de coral y sujetar cada porción más pequeña a una sección desenredada de la cuerda. Aunque la justificación precisa aún se desconoce, estos jardines experimentales más nuevos en cuerdas están produciendo fragmentos coralinos más grandes y sanos que lo esperado. “La cuerda tiene algo que les gusta mucho”, dijo Kleypas y añadió que “los corales de este vivero lineal han estado creciendo muy rápido”.

Se avecinan unos largos días para Ávila y el equipo de investigadores que deben limpiar el vivero submarino, cosechar y plantar los corales más grandes y colgar nuevos trozos más pequeños. Todo parece llevar más tiempo bajo el agua y, como sucede con la inversión requerida en los trabajos de restauración, la paciencia es una virtud. Aún se desconoce mucho acerca de la manera de hacer que estos corales crezcan rápido y con la fortaleza suficiente para sobrevivir fuera del vivero: su destino depende de la comprensión final de estas especies y, por ahora, de la suerte.

Kleypas dijo que los proyectos de restauración en todo el mundo están empezando a consolidarse. Sin embargo, la cantidad de investigación que se dedica a la implementación de algunos proyectos parece sorprendentemente desencaminada. En la década de 1970, una organización sin fines de lucro arrojó dos millones de neumáticos usados de automóviles a la costa de Fort Lauderdale, Florida, en un intento por atraer más vida marina a la zona. Casi 40 años después, la zona carecía de toda forma de vida nueva (o corales) y las autoridades locales se enfrentaron a un nuevo problema: cómo quitar millones de neumáticos viejos del fondo del océano Atlántico.

Reconstruir para el futuro

No obstante, algo hay que hacer. Mientras las temperaturas de los océanos del mundo aumentan a causa del cambio climático, y el desarrollo humano continúa casi sin tregua, los investigadores mundiales de corales estiman que es posible que los arrecifes no logren sobrevivir sin una restauración activa. “Para el 2050, las estimaciones predicen que casi todos los arrecifes estarán amenazados y el 75% de estos enfrentará niveles entre altos y críticos”, dijo José M. Eirin-López, científico de la Universidad Internacional de Florida. Esto significa que los aproximadamente 500 millones de personas que actualmente dependen de los arrecifes para su alimentación, protección o ingresos por turismo, 30 millones de los cuales son los más pobres del planeta, se verán afectados de alguna manera.

Es posible que los experimentos meticulosos y escalonados sean la clave para remediar esta catástrofe del cambio climático. Villalobos está trabajando con países circundantes para compartir lo que ha funcionado y lo que no, con la esperanza de que pueda ayudar. En la costa del Pacífico de El Salvador hay muchas de las mismas especies coralinas que se encuentran en el golfo Dulce, y los investigadores están comenzando a aprovechar las lecciones aprendidas por Raising Coral para empezar a reconstruir sus propios arrecifes. La restauración activa y organizada aún se encuentra en sus etapas de planificación, pero Johanna Segovia, investigadora colaboradora que participa en la gestión de los arrecifes de coral en El Salvador, ve el trabajo de Raising Coral como pionero y un ejemplo a seguir.

A la deriva hacia el atardecer

Mientras el rugido del motor del barco se va apagando, nos deslizamos por las aguas tranquilas del golfo Dulce y el barco va a la deriva hasta detenerse cerca de lo que fue un antiguo, gran y próspero arrecife. El litoral está abarrotado de selva: árboles, vid, un grupo esporádico de guacamayos escarlata y un atisbo de oscura arena volcánica. Llegó el momento de darles a los corales recientemente cosechados de Ávila un nuevo hogar.

Villalobos, Kleypas y Ávila se deslizan para meterse al agua y comienzan a trabajar para sujetar los corales nuevos a la antigua estructura del arrecife. Martillan un gran clavo en una sección del arrecife y usan una brida de plástico para sujetar cada adorno coralino a su estaca. Incluso bajo el agua, se oye el tintineante sonido característico del martillo que golpea un clavo. Los corales que crecen en los trozos de cuerda se dejan en el cordel y se sujetan desde cada extremo a la estructura del arrecife, donde se balancean como un tendedero en la corriente oceánica.

Una sinfonía de chicharras resuena desde las costas cuando el sol comienza a ponerse y el equipo de Raising Coral termina su día en el campo. El estado de ánimo pasa de la emoción por lo que hay por delante a la calma. Fue un día productivo.

“Es agotador, pero nos recompensa el hecho de que los corales quieren crecer2, comentó Kleypas. “Mientras ellos no se rindan, nosotras tampoco”.