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Las especies invasoras marinas son una amenaza para la diversidad biológica, la salud humana y la actividad económica. Globalmente, las invasiones marinas han aumentado debido al comercio, rutas marítimas y turismo. Las invasiones ocurren cuando especies se transportan de una región a otra y se establecen en el nuevo entorno. Estos visitantes no deseados compiten por espacio y pueden desplazar y dañar las poblaciones de especies nativas. Las Islas Galápagos están bajo amenaza por posibles especies invasoras marinas, dada la conectividad que existe dentro de la región del Pacífico Este Tropical, el aumento del turismo y tráfico marino asociado, así como el efecto de eventos climáticos extremos como El Niño-Oscilación del Sur (ENOS). Científicos de la Fundación Charles Darwin (FCD), junto con nuestros colaboradores, están desarrollando evaluaciones de riesgo junto con protocolos para la prevención, detección temprana y manejo de especies invasoras marinas en la Reserva Marina de Galápagos (RMG).
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Asistente de investigación
¿Cómo y por qué empezamos?
Este programa se originó a partir de la necesidad apremiante de un estudio integral de las bioinvasiones marinas en Galápagos, que era un campo de reciente evolución en ese momento. El Programa de Especies Invasoras Marinas para su prevención, detección y manejo en la RMG comenzó en 2012, dirigido por la FCD. Nuestro programa fue desarrollado conjuntamente con la Dirección del Parque Nacional Galápagos (DPNG), la Agencia de Regulación y Control de Bioseguridad y Cuarentena para Galápagos (ABG), el Instituto Oceanográfico Naval (INOCAR), la Dirección Nacional de Espacios Acuáticos (DIRNEA), y las universidades de Southampton y Dundee en Reino Unido y gracias al financiamiento de la Iniciativa Darwin-Reino Unido y Galápagos Conservancy.
¿Por qué es importante entender mejor y mitigar el riesgo de introducción de especies invasoras en la RMG?
Las Islas Galápagos son reconocidas por su biodiversidad icónica. En 1959, el 97% de la superficie terrestre del archipiélago fue declarado Parque Nacional, con asentamientos humanos restringidos al 3% restante (DPNG, 2014). "Las Islas Encantadas", como también fueron llamadas, fueron declaradas Patrimonio Natural de la Humanidad por la UNESCO en 1978 y Reserva de la Biosfera en 1984 (UNESCO World Heritage Centre, 2020). Las primeras acciones de conservación fueron orientadas hacia los ecosistemas terrestres. Sin embargo, los primeros pasos hacia la conservación y manejo marino se dieron en 1974 a través del Plan de Manejo Terrestre, que recomendó cierto nivel de protección del área marina alrededor de las islas, principalmente debido a la dependencia de muchos organismos terrestres en el mar para su alimentación (Piu, 2003). En consecuencia, en 1986 se estableció una Reserva de Recursos Marinos (Kenchington, 1989) y en 1998 se creó la RMG, aumentando el nivel y área de protección (DPNG, 2014).
La RMG (133,000 km2) es la reserva más grande en la región del Pacífico Este Tropical (PET) y una de las reservas marinas más grandes del mundo. Por consiguiente, en Galápagos la conservación es una alta prioridad y por ende, ha recibido mucha atención a nivel nacional y global (González et al., 2008; Denkinger and Vinueza, 2014; Carlton, Keith and Ruiz, 2019). De hecho, en Galápagos se ha desarrollado algunos de los programas más avanzados del mundo en términos de conservación y bioseguridad. Este archipiélago es uno de los lugares más estudiados del planeta, aunque aún se desconocen muchos procesos evolutivos y ecológicos (Lavoie et al., 2007; Walsh and Mena, 2013; Tapia et al., 2019). Históricamente, se sabe muy poco sobre estos procesos en el medio marino y, de hecho, esto es cierto para casi todos los aspectos de una amenaza particularmente peligrosa pero a menudo altamente subestimada: las especies invasoras marinas (Walsh and Mena, 2013; Denkinger and Vinueza, 2014).
¿Por qué las especies invasoras son una amenaza?
Las especies invasoras son organismos que dañan a las especies nativas y endémicas en un nuevo entorno donde no son nativas. La introducción de especies exóticas es el segundo motor más importante de la pérdida de biodiversidad a nivel mundial, después de la destrucción de los hábitats (Keith et al., 2015) y el motor más importante de la pérdida de biodiversidad para islas oceánicas (Brook, Sodhi & Bradshaw, 2008). Por lo tanto, representa una gran amenaza para la biodiversidad marina. Además, la tasa de introducción de nuevas especies invasoras es más alta que nunca y no hay evidencia de que disminuya (IPBES, 2019). Aunque no todas las especies introducidas se vuelven invasoras, las que se vuelven invasoras dominan la flora y fauna nativa y endémica (Bax et al., 2003). Algunos de los principales impactos causados por especies invasoras además de la pérdida de biodiversidad son alteraciones ecológicas, la propagación de enfermedades y también pueden afectar el desarrollo económico y salud humana (Torres & Mena, 2018).
¿Cómo se mueven las especies invasoras a diferentes lugares?
Las especies invasoras pueden transportarse de un lugar a otro y colonizar nuevos territorios a través de una variedad de medios. Algunos de los principales vectores de introducción son el tráfico marino (especies adheridas a los cascos de embarcaciones o transportadas en el agua de lastre), la acuicultura (introducidas y liberadas intencionalmente o escapes accidentales), especies migratorias (adheridas a los cuerpos de especies que migran largas distancias), corrientes oceánicas (transportadas naturalmente por las corrientes), y las corrientes oceánicas pueden transportar desechos marinos que a su vez pueden transportar organismos (incrustados en plástico u otros desechos flotantes) (Keith et al., 2019). Esto aclara y resalta el papel de nuevos hábitats artificiales en la creciente tasa de introducción de especies. Estos son hábitats adecuados para especies invasoras, particularmente invertebrados bentónicos, que pueden ser sésiles (sedentarios) (Carlton, Keith & Ruiz, 2019). El cambio climático también puede ser un motor, ya que facilita la dispersión y establecimiento de especies introducidas y crea oportunidades para que se conviertan en invasoras (Bax et al., 2003; Keith and Toral, 2015; Keith et al., 2016; Torres and Mena, 2018).
¿Qué hacemos?
Nos enfocamos principalmente en la comunidad bioincrustante (organismos incrustantes) en hábitats artificiales como sistema modelo, especialmente porque los hábitats artificiales son puntos calientes para invasiones biológicas en todo el mundo (Ruiz et al., 2009). Usamos datos del Monitoreo Ecológico Submareal para evaluar el estado de las bioinvasiones en la RMG, evaluando el derrame (spillover) de especies introducidas desde hábitats antropogénicos (Ej. muelles y amarraderos) a hábitats naturales en todo el archipiélago. En términos más generales, nuestro objetivo es comprender el riesgo (extensión e impacto) de las especies marinas no nativas ya establecidas en la RMG, como un modelo para evaluar la dinámica de invasión y las estrategias de manejo para los ecosistemas insulares y las Areas Marinas Protegidas (AMPs). Realizamos investigación sobre especies invasoras marinas, con enfoque en la prevención, detección y manejo de estas especies en la RMG.
Se usa una variedad de métodos que incluyen:
La instalación de placas de asentamiento de PVC (policloruro de vinilo) en puertos para colectar pasivamente invertebrados bentónicos (que se asientan en estas placas) para crear una línea base de las especies presentes en la RMG.
Después de un cierto período, estas placas son recuperadas y analizadas para identificar todos los organismos que han colonizado cada placa. Este es un protocolo estandarizado, desarrollado y utilizado por el Centro de Investigación Ambiental Smithsonian (SERC) para el estudio de especies invasoras marinas en todo el mundo y es uno de los métodos utilizados en este programa.
La colección de datos oceanográficos en nuestros sitios de estudio. Esto facilita la comprensión de patrones de diversidad y por qué ciertas especies están presentes en ciertas áreas.
El uso de la metabarcodificación de ADN para identificar los organismos que no pudimos identificar taxonómicamente y para confirmar y verificar dos veces los que si logramos identificar.
Realizar un Monitoreo Ecológico Submareal en toda la RMG para crear una base de datos extensa de las especies presentes y proporcionar información sobre la dinámica y magnitud de las fluctuaciones de esta biota a través del espacio y tiempo. Esto permite la identificación eficiente de cambios en la abundancia y distribución de especies ya establecidas y posibles nuevas introducciones. También ayudaría a eventualmente responder preguntas sobre la efectividad de la RMG como área protegida.
Monitoreo de desechos marinos en la RMG mediante la colección e identificación de cualquier organismo incrustado. Hacemos esto para permitir la detección temprana de especies introducidas y para evaluar el potencial de desechos marinos (particularmente plástico), para transportar especies introducidas a Galápagos. Trabajamos en estrecha colaboración con la DPNG, Conservación Internacional (CI) y Galapagos Conservation Trust (GCT) en este componente.
Esperamos que los resultados de nuestros estudios contribuyan a la prevención, detección temprana y respuesta rápida a posibles invasiones marinas en la RMG.
El objetivo principal de nuestro programa es minimizar los impactos negativos de las especies invasoras sobre la biodiversidad marina, los servicios ecosistémicos y la salud de la RMG.
En 2015 creamos el Plan de Acción para Minimizar Riesgos de Introducción de Especies Invasoras Marinas en la Reserva Marina de Galápagos como resultado de nuestro Taller Internacional sobre Bioinvasiones Marinas en Ecosistemas de Islas Tropicales (Keith & Toral, 2015).
Gracias a la instalación de nuestras placas de asentamiento de PVC y al monitoreo ecológico anual, en 2015 y 2016 se descubrió en Galápagos dos invertebrados invasores conocidos globalmente: el "briozoo spaghetti" del Caribe Amathia verticillata (Mccann et al., 2015) y la ascidia asiática Ascidia sydneiensis (Keith et al., 2019).
Adicionalmente, según la investigación realizada hasta la fecha, ahora sabemos que hay al menos 53 especies introducidas en la RMG, lo cual es 10 veces mayor que el número conocido previamente (5). Estos resultados importantes se presentaron en forma de cinco artículos científicos publicados en 2019 en colaboración con nuestros investigadores asociados. Estas publicaciones reportan 53 invertebrados marinos introducidos y 33 algas, halófitas e invertebrados criptogénicos, en Galápagos. Las especies reconocidas como introducidas son reportadas junto con su descripción, origen, así como los medios probables por los que llegaron a Galápagos. Algunas de las 53 especies fueron detecciones nuevas para Galápagos y otras se clasificaron previamente como nativas, pero después de revisar su estatus, ahora son tratadas como introducidas (Carlton, Keith & Ruiz, 2019; Calder et al., 2019; Keppel et al., 2019; Lambert, 2019; Mccann et al., 2019).
En 2015, empezamos a colectar desechos marinos todas las semanas en Tortuga Bay, Isla Santa Cruz, e identificar cualquier organismo adherido. Este fue el comienzo de nuestro programa de monitoreo de desechos marinos. En 2016, ampliamos nuestro monitoreo a todo el archipiélago de Galápagos. Además, creamos un punto de entrega de desechos marinos en la Estación Científica Charles Darwin en la Isla Santa Cruz, donde cualquier persona puede traer los desechos marinos que encuentran en cualquier playa de Galápagos. Para tener tantas muestras como sea posible, nos asociamos con organizaciones que realizan limpiezas costeras en todo el archipiélago, así como con asociaciones de guías de buceo y naturalistas. También distribuimos folletos informativos para alentar a los miembros de la comunidad local a traer los desechos marinos que encuentren en las playas. Desafortunadamente, la mayor parte es de plástico.
Como resultado, hasta febrero de 2019, analizamos 1442 muestras colectadas a lo largo y ancho del archipiélago y registramos 11267 organismos individuales, que representan 8 grupos (Tabla 1). Hemos creado una base de datos de todos los organismos encontrados, clasificados por isla y tipo de desechos plásticos.
También encontramos que aproximadamente el 25% de todos los desechos plásticos encontrados en playas de Galápagos están colonizados por al menos un animal o planta (Keith et al., 2019).
En 2017 comenzamos a trabajar en colaboración con el Parque Nacional Isla del Coco, Costa Rica, para replicar la metodología de uso de placas de asentamiento de PVC ahí. El objetivo es minimizar los impactos negativos que las especies introducidas e invasoras pueden causar en la biodiversidad del Area Marina Protegida del Parque Nacional Isla del Coco. Los datos obtenidos del muestreo y el monitoreo ecológico submareal ayudan al establecimiento de protocolos para la prevención, detección temprana y respuesta rápida ante posibles bioinvasiones. Recientemente completamos la tercera fase de esta colaboración en 2019 y ya hemos establecido las bases para el comienzo de la siguiente fase en 2020. Nuestro objetivo no es solo apoyar en el manejo de su área protegida, sino además establecer una línea base de las especies invasoras ubicadas ahí y su distribución en toda la región. Esta colaboración es de gran importancia debido a la conectividad entre las reservas marinas dentro de la región del PET. Muchas especies introducidas y/o invasoras presentes en otras islas y países dentro de dicha región son especies potencialmente invasoras para las Islas Galápagos. Por lo tanto, es imprescindible unir esfuerzos con otras Areas Marinas Protegidas (AMPs) e instituciones para la conservación de los ecosistemas marinos en la región del PET.
Otra contribución importante de nuestro programa es nuestra colaboración con la Colección de Invertebrados Marinos (MCCDRS). Muchos de los especímenes que colectamos como parte de nuestro trabajo reposan en la MCCDRS, que es la más nueva de las Colecciones de Historia Natural de la Fundación Charles Darwin. Esto es muy relevante ya que las colecciones de historia natural son muy importantes para la investigación y educación. Desempeñan un papel fundamental en nuestra comprensión de la biodiversidad y evolución, así como los cambios en las especies y ecosistemas en el pasado, presente e incluso en el futuro (Lister & Climate Change Research Group, 2011).
Actualmente continuamos estudiando especies invasoras que ya están presentes en la RMG para medir su impacto, así como aumentar nuestro tamaño de muestra y los sitios de estudio para identificar las posibles amenazas. Hemos instalado placas de asentamiento en nuevos sitios y actualmente estamos replicando la metodología. Por lo tanto, esperamos que el número conocido de especies introducidas e invasoras en Galápagos aumente significativamente a medida que el trabajo continúa. También estamos trabajando en el desarrollo de evaluaciones de riesgo de posibles especies invasoras marinas para Galápagos, así como en la combinación de modelos oceánicos existentes para la región del PET con modelos de rastreo de partículas. Esto buscará identificar las áreas con mayor riesgo de larvas invasoras tanto dentro como fuera de la RMG.
Outreach y educación
Creemos que no solo es nuestra responsabilidad como científicos compartir nuestros resultados y cualquier información generada por nuestra investigación con los tomadores de decisiones, sino además hacer que esta información científica sea accesible al público en general. Debemos involucrar a la gente local en nuestros esfuerzos de investigación y conservación. Si conseguimos involucrar a más personas, podemos incremnetar la conciencia ambiental y, por lo tanto, lograr nuestros objetivos de manera más eficiente. En consecuencia, hemos sido parte de muchas actividades en las que hemos exhibido nuestros métodos y resultados a la comunidad local y visitantes.
Adicionalmente, hemos organizado y participado en talleres, demostraciones, simposios y conferencias a nivel local, nacional e internacional.
Keywords: Especies invasoras marinas, bioinvasiones, Reserva Marina de Galápagos, Pacífico Este Tropical, bioincrustaciones, desechos marinos
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Dirección del Parque Nacional Galápagos (DPNG) , Agencia de Regulación y Control de la Bioseguridad y Cuarentena para Galápagos (ABG) , Dirección Nacional de los Espacios Acuáticos (DIRNEA), Smithsonian Environmental Research Center (SERC), Southampton University, Universidad de Málaga, Fundación Amigos Isla del Coco, Sistema Nacional de Áreas de Conservación/Área de Conservación Marina Cocos, Corredor Marino del Pacífico Este Tropical (CMAR).