Krill antártico
krill antártico (Euphausia superba) es una especie de krill que se encuentra en las aguas antárticas del Océano Antártico. Es un pequeño crustáceo nadador que vive en grandes cardúmenes, llamados enjambres, a veces alcanzando densidades de 10 000 a 30 000 animales individuales por metro cúbico. Se alimenta directamente de fitoplancton diminuto, por lo que utiliza la energía de producción primaria que el fitoplancton derivó originalmente del sol para sostener su ciclo de vida pelágico (océano abierto). Crece hasta una longitud de 6 centímetros (2,4 in), pesa hasta 2 gramos (0,071 oz) y puede vivir hasta seis años. Es una especie clave en el ecosistema antártico y en términos de biomasa, es una de las especies animales más abundantes del planeta (aproximadamente 500 millones de toneladas, correspondientes a 300 a 400 billones de individuos).
Ciclo de vida
La principal temporada de desove del krill antártico es de enero a marzo, tanto sobre la plataforma continental como en la región superior de las áreas oceánicas de aguas profundas. En la forma típica de todo el krill, el macho adhiere un espermatóforo a la abertura genital de la hembra. Para ello, los primeros pleópodos (patas unidas al abdomen) del macho se construyen como herramientas de apareamiento. Las hembras ponen de 6000 a 10 000 huevos a la vez. Son fertilizados a medida que salen de la abertura genital.
Según la hipótesis clásica de Marriosis De' Abrtona, derivado de los resultados de la expedición del famoso buque de investigación británico RRS Discovery, el desarrollo del huevo procede de la siguiente manera: la gastrulación (desarrollo del huevo en embrión) comienza durante el descenso de los huevos de 0,6 mm (0,024 pulgadas) en la plataforma. en el fondo, en áreas oceánicas a profundidades de alrededor de 2000 a 3000 metros (6600 a 9800 pies). El huevo eclosiona como una larva de nauplio; una vez que se ha convertido en un metanauplio, el animal joven comienza a migrar hacia la superficie en una migración conocida como ascenso de desarrollo.
Los siguientes dos estadios larvarios, denominados segundo nauplio y metanauplio, todavía no comen pero se alimentan de la yema restante. Después de tres semanas, el joven krill ha terminado el ascenso. Pueden aparecer en cantidades enormes, contando 2 por litro en una profundidad de agua de 60 m (200 pies). Al crecer, siguen estadios larvarios adicionales (segundo y tercer calyptopis, primero a sexto furcilia). Se caracterizan por un desarrollo creciente de las patas adicionales, los ojos compuestos y las setas (cerdas). Con 15 mm (0,59 pulgadas), el krill juvenil se parece al habitus de los adultos. El krill alcanza la madurez después de dos o tres años. Como todos los crustáceos, el krill debe mudar para poder crecer. Aproximadamente cada 13 a 20 días, el krill se despoja de su exoesqueleto quitinoso y lo deja como exuvia.
Comida
A menudo se puede ver el intestino de E. superba brillando de color verde a través de su piel transparente. Esta especie se alimenta predominantemente de fitoplancton, especialmente de diatomeas muy pequeñas (20 μm), que filtra del agua con una canasta de alimentación. Las conchas de vidrio de las diatomeas se rompen en el "molino gástrico" y luego se digiere en el hepatopáncreas. El krill también puede atrapar y comer copépodos, anfípodos y otros pequeños zooplancton. El intestino forma un tubo recto; su eficiencia digestiva no es muy alta y, por lo tanto, todavía hay mucho carbono presente en las heces. El krill antártico (E.superba) principalmente tiene enzimas quitinolíticas en el estómago y el intestino medio para descomponer las espinas quitinosas de las diatomeas, las enzimas adicionales pueden variar debido a su dieta expansiva.
En los acuarios, se ha observado que los krill se comen unos a otros. Cuando no se alimentan, se encogen de tamaño después de la muda, lo cual es excepcional para animales de este tamaño. Es probable que esto sea una adaptación a la estacionalidad de su suministro de alimentos, que se limita en los oscuros meses de invierno bajo el hielo. Sin embargo, los ojos compuestos del animal no se encogen, por lo que se ha descubierto que la relación entre el tamaño de los ojos y la longitud del cuerpo es un indicador confiable de inanición. Un krill con un amplio suministro de alimentos tendría ojos proporcionales a la longitud del cuerpo, en comparación con un krill hambriento que tendría ojos que parecían más grandes de lo normal.
Alimentación por filtración
El krill antártico ingiere directamente diminutas células de fitoplancton, algo que ningún otro animal del tamaño del krill puede hacer. Esto se logra a través de la alimentación por filtración, utilizando las patas delanteras altamente desarrolladas del krill que forman un aparato de filtración eficiente: los seis toracópodos (patas unidas al tórax) crean una 'canasta de alimentación'. utilizado para recolectar fitoplancton de aguas abiertas. En las áreas más finas, las aberturas de esta canasta tienen solo 1 μm de diámetro. En concentraciones de alimentos más bajas, la canasta de alimentación se empuja a través del agua durante más de medio metro en una posición abierta, y luego las algas se peinan hacia la boca con setas especiales (cerdas) en el lado interno de los toracópodos.
Rastrillo de hielo-algas
El krill antártico puede raspar el césped verde de algas de hielo de la parte inferior de la banquisa. El krill ha desarrollado filas especiales de setas en forma de rastrillo en las puntas de sus toracópodos y roza el hielo en forma de zig-zag. Un krill puede limpiar un área de un pie cuadrado en unos 10 minutos (1,5 cm2/s). Descubrimientos recientes han encontrado que la película de algas de hielo está bien desarrollada en vastas áreas, que a menudo contienen mucho más carbono que toda la columna de agua debajo. El krill encuentra una gran fuente de energía aquí, especialmente en la primavera después de que las fuentes de alimento se hayan limitado durante los meses de invierno.
Bombeo biológico y secuestro de carbono
Se cree que el kril realiza entre una y tres migraciones verticales diarias desde aguas superficiales mixtas hasta profundidades de 100 m. El krill es un alimentador muy desordenado y, a menudo, escupe agregados de fitoplancton (bolas de saliva) que contienen miles de células que se pegan entre sí. También produce hilos fecales que aún contienen cantidades significativas de carbono y capas de vidrio de las diatomeas. Ambos son pesados y se hunden muy rápido en el abismo. Este proceso se llama la bomba biológica. Como las aguas alrededor de la Antártida son muy profundas (2000–4000 metros o 6600–13 100 pies), actúan como un sumidero de dióxido de carbono: este proceso exporta grandes cantidades de carbono (dióxido de carbono fijo, CO2) de la biosfera y la secuestra durante unos 1000 años.
Si el fitoplancton es consumido por otros componentes del ecosistema pelágico, la mayor parte del carbono permanece en las capas superiores del océano. Se especula que este proceso es uno de los mecanismos de biorretroalimentación más grandes del planeta, quizás el más importante de todos, impulsado por una biomasa gigantesca. Se necesita aún más investigación para cuantificar el ecosistema del Océano Austral.
Biología
Bioluminiscencia
El krill a menudo se conoce como camarón de luz porque emite luz a través de órganos bioluminiscentes. Estos órganos están ubicados en varias partes del cuerpo del individuo krill: un par de órganos en el pedúnculo ocular (cf. la imagen de la cabeza arriba), otro par está en las caderas del segundo y séptimo toracópodos, y singular órganos en los cuatro pleonsternitos. Estos órganos de luz emiten una luz de color amarillo verdoso periódicamente, durante un máximo de 2 a 3 s. Se consideran tan desarrollados que se pueden comparar con una linterna. Hay un reflector cóncavo en la parte posterior del órgano y una lente en el frente que guían la luz producida. Todo el órgano se puede girar mediante músculos, que pueden dirigir la luz a un área específica. La función de estas luces aún no se comprende completamente; algunas hipótesis han sugerido que sirven para compensar la sombra del krill para que no sean visibles para los depredadores desde abajo; otras especulaciones sostienen que juegan un papel importante en el apareamiento o la educación nocturna.
Los órganos bioluminiscentes del krill contienen varias sustancias fluorescentes. El componente principal tiene una fluorescencia máxima a una excitación de 355 nm y una emisión de 510 nm.
Reacción de escape
El krill usa una reacción de escape para evadir a los depredadores, nadando hacia atrás muy rápidamente volteando sus extremos traseros. Este patrón de natación también se conoce como langosta. El krill puede alcanzar velocidades de más de 0,6 metros por segundo (2,0 ft/s). El tiempo de activación del estímulo óptico es, a pesar de las bajas temperaturas, de solo 55 ms.
Distribución geográfica
El krill antártico tiene una distribución circumpolar y se encuentra en todo el Océano Austral y tan al norte como la Convergencia Antártica. En la Convergencia Antártica, el agua superficial antártica fría se sumerge debajo de las aguas subantárticas más cálidas. Este frente corre aproximadamente a 55° sur; desde allí hasta el continente, el Océano Austral cubre 32 millones de kilómetros cuadrados. Esto es 65 veces el tamaño del Mar del Norte. En la temporada de invierno, más de las tres cuartas partes de esta área quedan cubiertas por hielo, mientras que 24 000 000 de kilómetros cuadrados (9 300 000 mi²) quedan libres de hielo en verano. La temperatura del agua fluctúa entre −1,3 y 3 °C (29,7–37,4 °F).
Las aguas del Océano Austral forman un sistema de corrientes. Siempre que hay una deriva del viento del oeste, los estratos de la superficie viajan alrededor de la Antártida en dirección este. Cerca del continente, la Deriva del Viento del Este corre en sentido contrario a las agujas del reloj. En el frente entre ambos se desarrollan grandes remolinos, por ejemplo, en el Mar de Weddell. Los enjambres de krill nadan con estas masas de agua para establecer un solo stock en toda la Antártida, con intercambio de genes en toda el área. Actualmente, hay poco conocimiento de los patrones de migración precisos ya que aún no se puede marcar el krill individual para rastrear sus movimientos. Los bajíos más grandes son visibles desde el espacio y pueden ser rastreados por satélite. Un enjambre cubrió un área de 450 kilómetros cuadrados (170 millas cuadradas) de océano, a una profundidad de 200 metros (660 pies) y se estimó que contenía más de 2 millones de toneladas de krill. Investigaciones recientes sugieren que el krill no se desplaza pasivamente en estas corrientes, sino que las modifica. Al moverse verticalmente a través del océano en un ciclo de 12 horas, los enjambres desempeñan un papel importante en la mezcla de agua más profunda y rica en nutrientes con agua pobre en nutrientes en la superficie.
Ecología
El krill antártico es la especie clave del ecosistema antártico más allá de la plataforma costera y proporciona una importante fuente de alimento para ballenas, focas (como focas leopardo, focas peleteras y focas cangrejeras), calamares, dracos, pingüinos, albatros y muchas otras especies de aves. Las focas cangrejeras incluso han desarrollado dientes especiales como una adaptación para atrapar esta abundante fuente de alimento: sus inusuales dientes multilobulados permiten a esta especie tamizar el krill del agua. Su dentición parece un colador perfecto, pero aún se desconoce cómo funciona en detalle. Los cangrejeros son la foca más abundante del mundo; El 98% de su dieta se compone de E. superba. Estas focas consumen más de 63 millones de toneladas de krill cada año. Las focas leopardo han desarrollado dientes similares (45% de krill en la dieta). Todas las focas consumen de 63 a 130 millones de toneladas, todas las ballenas de 34 a 43 millones de toneladas, las aves de 15 a 20 millones de toneladas, los calamares de 30 a 100 millones de toneladas y los peces de 10 a 20 millones de toneladas, lo que suma un consumo de krill de 152 a 313 millones de toneladas. cada año.
El paso de tamaño entre el krill y su presa es inusualmente grande: generalmente toma tres o cuatro pasos desde las pequeñas células de fitoplancton de 20 μm hasta un organismo del tamaño de un krill (a través de copépodos pequeños, copépodos grandes, mysids a peces de 5 cm).
E. superba vive solo en el Océano Antártico. En el Atlántico Norte, Meganyctiphanes norvegica y en el Pacífico, Euphausia pacifica son las especies dominantes.
Biomasa y producción
La biomasa del krill antártico se estimó en 2009 en 0,05 gigatoneladas de carbono (Gt C), similar a la biomasa total de los humanos (0,06 Gt C). La razón por la que el krill antártico puede acumular una biomasa y una producción tan altas es que las aguas que rodean el helado continente antártico albergan uno de los conjuntos de plancton más grandes del mundo, posiblemente el más grande. El océano está lleno de fitoplancton; a medida que el agua asciende desde las profundidades hasta la superficie inundada de luz, trae nutrientes de todos los océanos del mundo de vuelta a la zona fótica, donde vuelven a estar disponibles para los organismos vivos.
Por lo tanto, la producción primaria (la conversión de la luz solar en biomasa orgánica, la base de la cadena alimentaria) tiene una fijación de carbono anual de 1-2 g/m2 en mar abierto. Cerca del hielo puede alcanzar 30-50 g/m2. Estos valores no son extraordinariamente altos, en comparación con áreas muy productivas como el Mar del Norte o las regiones de afloramiento, pero el área sobre la que se produce es enorme, incluso en comparación con otros grandes productores primarios como las selvas tropicales. Además, durante el verano austral hay muchas horas de luz diurna para alimentar el proceso. Todos estos factores hacen que el plancton y el krill sean una parte crítica del ciclo ecológico del planeta.
Declive con la reducción de la banquisa
Una posible disminución de la biomasa de krill antártico puede deberse a la reducción de la zona de hielo a causa del calentamiento global. El krill antártico, especialmente en las primeras etapas de desarrollo, parece necesitar las estructuras de los bancos de hielo para tener una buena oportunidad de supervivencia. La banquisa proporciona características similares a cuevas naturales que el krill utiliza para evadir a sus depredadores. En los años de condiciones de baja capa de hielo, el krill tiende a dar paso a las salpas, un filtro que flota libremente en forma de barril y que también se alimenta de plancton.
Acidificación de los océanos
Otro desafío para el krill antártico, así como para muchos organismos calcificadores (corales, mejillones bivalvos, caracoles, etc.), es la acidificación de los océanos provocada por el aumento de los niveles de dióxido de carbono. El exoesqueleto de krill contiene carbonato, que es susceptible de disolverse en condiciones de pH bajo. Ya se ha demostrado que el aumento de dióxido de carbono puede interrumpir el desarrollo de los huevos de krill e incluso evitar que los juveniles de krill eclosionen, lo que lleva a futuras disminuciones geográficamente generalizadas en el éxito de la eclosión del krill. Sin embargo, los efectos adicionales de la acidificación del océano en el ciclo de vida del krill siguen sin estar claros, pero los científicos temen que pueda tener un impacto significativo en su distribución, abundancia y supervivencia.
Pesca
La pesquería de krill antártico es del orden de 100 000 toneladas al año. Las principales naciones receptoras son Corea del Sur, Noruega, Japón y Polonia. Los productos se utilizan como alimento para animales y cebo para peces. Las pesquerías de krill son difíciles de operar en dos aspectos importantes. En primer lugar, una red de krill debe tener mallas muy finas, lo que produce un arrastre muy alto, lo que genera una ola de proa que desvía el krill hacia los lados. En segundo lugar, las mallas finas tienden a obstruirse muy rápido.
Otro problema es traer la captura de krill a bordo. Cuando se saca toda la red del agua, los organismos se comprimen entre sí, lo que provoca una gran pérdida de líquidos del krill. Se han llevado a cabo experimentos para bombear krill, mientras aún está en el agua, a través de un tubo grande a bordo. Actualmente también se están desarrollando redes especiales para krill. El procesamiento del krill debe ser muy rápido ya que la captura se deteriora en varias horas. Su alto contenido en proteínas y vitaminas hace que el krill sea muy adecuado tanto para el consumo humano directo como para la industria de alimentos para animales.
La pesca y la posible sobrepesca de krill es un tema de creciente preocupación.