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Mareas rojas

La marea roja es un fenómeno que se produce cuando una población de fitoplancton, una planta unicelular, crece muy rápido o «florece» y se acumula en manchas densas y visibles cerca de la superficie del agua. Las mareas rojas se producen de forma natural, pero hay muchas pruebas que demuestran que la contaminación por nutrientes y el calentamiento de las aguas pueden alimentar las floraciones, haciendo que duren más y cubran zonas más amplias. Es importante señalar que las mareas rojas y las floraciones de algas verdeazules son similares, pero diferentes. Las mareas rojas se producen principalmente en las masas de agua marina/salada, mientras que las algas verdeazules (cianobacterias) se dan principalmente en las masas de agua dulce. Lea sobre las cianobacterias en este artículo separado.

La mayoría de las especies de algas, o fitoplancton, no son perjudiciales, y sirven como productores de energía esenciales en la base de la red alimentaria, sin la cual no existiría la vida superior en este planeta. Se cree que el fitoplancton genera hasta el 80% del suministro mundial de oxígeno. Absorben nutrientes y dióxido de carbono del agua y producen oxígeno mediante la fotosíntesis.
Desgraciadamente, algunos fitoplancton son extremadamente dañinos y tóxicos para los seres humanos y la fauna marina cuando alcanzan altas concentraciones. Algunos tipos de fitoplancton, como el dinoflagelado Karenia brevis (K. brevis), que forma parte de las mareas rojas de la costa de Florida, pueden liberar brevetoxinas nocivas en el océano y en el aire, provocando la muerte masiva de peces, mamíferos marinos y tortugas marinas, así como dolorosas quemaduras en los ojos y los pulmones de los bañistas cercanos. Además, grandes franjas del fitoplancton de las mareas rojas y otras floraciones de algas acaban muriendo y hundiéndose en el fondo, donde la descomposición por parte de las bacterias reduce el contenido de oxígeno disuelto (OD) del medio marino circundante. Si se elimina una cantidad sustancial de OD, esa zona del océano puede ser incapaz de mantener la vida marina, creando algo que se conoce como una zona muerta, causando más muertes de peces y la pérdida de un hábitat potencialmente importante.

Marea roja de 2018 en la Florida

La Florida ha estado experimentando una de las mareas rojas más extendidas y dañinas de la última década. Entre agosto de 2017 y agosto de 2018, la marea roja de 150 millas de ancho ha causado más de 2.000 toneladas de vida silvestre muerta en las playas de Florida, y creciendo. El estado ha declarado el estado de emergencia en siete condados, con el condado de Lee experimentando la mayor magnitud de vida silvestre muerta (1.700 toneladas). Los informes han documentado la muerte de 115 manatíes, un tiburón ballena juvenil y 354 tortugas marinas, incluidas las caguamas y la tortuga de Kemp, en peligro crítico. Y esto se suma a la muerte masiva de peces que se está experimentando a lo largo de ambas costas.

Originalmente comenzando en el Golfo de México, donde hay una carga sustancial de nutrientes de la escorrentía incontrolada de las operaciones agrícolas en tierra, la marea roja ha envuelto desde entonces alrededor de la punta de la Florida, y está afectando a la costa atlántica de Florida, incluyendo el condado de Palm Beach. Las muestras de agua han mostrado concentraciones extremadamente altas de K. brevis en la prolífica marea roja, contando con más de un millón de células (algas individuales) por litro de agua. El nivel habitual de K. brevis en condiciones de no marea roja es inferior a 1.000 células por litro. Este escenario extremo en Florida está teniendo un impacto severo en las comunidades costeras y la fauna marina local, con millones de dólares en costos de limpieza, enfermedades humanas y pérdidas significativas en los ingresos del turismo. A partir de agosto de 2018, esta marea roja ya le ha costado a Florida 8 millones de dólares en ingresos perdidos solo de los negocios costeros.
A medida que las mareas rojas ganan más y más cobertura de los medios de comunicación, la gente de todo el país se ha preguntado de dónde vienen las mareas rojas, cuáles son los impactos, qué las está causando y qué podemos hacer para detenerlas.

De dónde vienen las mareas rojas

El fitoplancton existe de forma natural en nuestro entorno marino y, como se ha mencionado, es esencial para mantener la vida en nuestro planeta. Sin embargo, el nivel habitual de fitoplancton, o el nivel en un «sistema equilibrado», es sólo de unas 1.000 células por litro de agua oceánica o menos. Durante un evento de marea roja, la cantidad de fitoplancton aumenta ampliamente hasta 1 millón de células, incluso hasta 20 millones de células, por litro de agua oceánica, creando una «floración». Así que no es que esta enorme franja de fitoplancton exista durante años y viaje por nuestro océano impactando en diferentes costas; es un fitoplancton bastante local que experimenta un crecimiento prolífico en un corto espacio de tiempo. ¿Qué causa estos prolíficos crecimientos de fitoplancton? El consenso general es que las mareas rojas pueden producirse y se han producido de forma natural, pero se ven exacerbadas por la adición de demasiados nutrientes que entran en nuestras vías fluviales marinas, junto con el calentamiento de las aguas.

Además de la luz solar, el fitoplancton necesita nutrientes como el nitrógeno y el fósforo para crecer. Naturalmente, el nitrógeno y el fósforo son bastante limitados en nuestro entorno marino, por lo que las poblaciones de fitoplancton se mantienen bajo control, ya que no hay suficientes nutrientes para mantener poblaciones más grandes. Sin embargo, cuando las operaciones agrícolas excesivamente fertilizadas, o las aguas residuales ricas en nutrientes procedentes de operaciones de alimentación concentrada o sistemas sépticos e instalaciones de tratamiento de aguas residuales defectuosas, escurren hacia nuestros entornos marinos, introducen nutrientes adicionales en las vías fluviales, lo que permite sostener mayores poblaciones de fitoplancton y que se produzcan floraciones masivas. Este proceso de crecimiento de algas alimentado por nutrientes y zonas muertas se denomina eutrofización. Esta agua rica en nutrientes también se ha asociado a otras formas de degradación marina, como el blanqueamiento y la muerte de los arrecifes de coral, entre otros.
A la larga, la mayor parte del fitoplancton que compone las mareas rojas muere y se hunde en el fondo, donde la descomposición por parte de las bacterias reduce el contenido de oxígeno disuelto (OD) del medio marino circundante. Si se elimina una cantidad considerable de oxígeno disuelto, esa zona del océano puede ser incapaz de mantener la vida marina, creando lo que se conoce como una zona muerta, causando más muertes de peces y la pérdida de un hábitat potencialmente importante.
Eutrofización
Extracto de la NOAA sobre la eutrofización:

«Las floraciones de algas dañinas, las zonas muertas y la muerte de peces son el resultado de un proceso llamado eutrofización, que comienza con el aumento de la carga de nutrientes en los estuarios y las aguas costeras. El 65% de los estuarios y masas de agua costeras de EE.UU. se encuentran entre moderada y gravemente degradados por la excesiva aportación de nutrientes, lo que da lugar a floraciones de algas y aguas con bajo nivel de oxígeno (hipóxicas) que pueden matar a los peces y a las hierbas marinas y reducir los hábitats esenciales de los peces. Muchos de estos estuarios también albergan poblaciones de moluscos bivalvos (por ejemplo, ostras, almejas, vieiras), que reducen naturalmente los nutrientes mediante sus actividades de alimentación por filtración. Los principales responsables de la eutrofización parecen ser el exceso de nitrógeno y fósforo -procedentes de la escorrentía de los fertilizantes y de los efluentes de los sistemas sépticos o de la lluvia atmosférica procedente de la quema de combustibles fósiles- que entran en las masas de agua y alimentan el crecimiento excesivo de algas, lo que, a su vez, reduce la calidad del agua y degrada los ecosistemas estuarinos y costeros. La eutrofización también puede producir dióxido de carbono, que reduce el PH del agua de mar (acidificación del océano). Esto ralentiza el crecimiento de los peces y los mariscos, puede impedir la formación de conchas en los moluscos bivalvos y reduce las capturas de la pesca comercial y recreativa, lo que da lugar a cosechas más pequeñas y a mariscos más caros.»

Aguas que se calientan
Además de la sobrecarga de nutrientes en nuestras vías fluviales marinas procedentes de las operaciones agrícolas, las floraciones de algas (por ejemplo, las mareas rojas y las cianobacterias) se ven exacerbadas por el calentamiento de las aguas. Por desgracia, las cepas tóxicas, como la K. brevis, parecen beneficiarse más del calentamiento de las aguas que las cepas inofensivas de fitoplancton. Las aguas más cálidas permiten que las algas crezcan más rápido. Entre 1971 y 2010, la Cuarta Evaluación del IPCC estima que la temperatura de la superficie del mar se ha calentado una media de 0,11 grados centígrados (32 °F) cada década, y continúa calentándose.
«Por lo tanto, si las aguas del océano alrededor de Florida se calientan, es razonable esperar problemas más frecuentes con los microorganismos dañinos» – Universidad de Florida.
Además del calentamiento medio a largo plazo debido al cambio climático, la temperatura de la superficie del mar varía significativamente a lo largo de las estaciones. Esta es la razón por la que las floraciones de algas nocivas generalmente se experimentan estacionalmente, pero como estamos viendo para 2018, pueden durar hasta un año si las temperaturas del agua permanecen lo suficientemente altas.

Donde ocurren las mareas rojas

Las floraciones de algas nocivas y las mareas rojas ocurren en todo el mundo, y se han registrado en la costa de todos los estados costeros de los Estados Unidos. Es difícil decir cuándo esperar las mareas rojas, ya que han ocurrido durante todo el año, pero generalmente se desencadenan cuando el agua es más cálida durante los meses de verano. El siguiente mapa muestra la frecuencia de la mortalidad de plantas y animales inducida por la marea roja entre 1997 y 2006.

Figura 1. Mapa de la Institución Oceanográfica Woods Hole que muestra la ubicación y la frecuencia de las mortalidades de animales y plantas inducidas por la marea roja.
En el Golfo – la porción sureste de Texas y el borde suroeste de Florida obtienen mareas rojas casi anuales (aprenda más aquí). Entre 2017 y 2018, las mareas rojas han ocurrido continuamente en la costa del Golfo de Florida. En la costa oeste, las mareas rojas parecen ser más frecuentes en California, entre Santa Bárbara y San Diego, pero de nuevo – aparecen en todas las zonas costeras del planeta (ver mapas de distribución aquí). Si asociamos las mareas rojas con zonas de alta carga de nutrientes, tiene sentido que el Golfo (la desembocadura del río Mississippi) experimente floraciones de algas bastante frecuentes y a gran escala. Dado que las mareas rojas están coordinadas con las temperaturas del océano y la carga de nutrientes, los organismos suelen ser capaces de predecir cuándo se producirá una marea roja. Para la región del Golfo de México, consulte esta herramienta de previsión (para mareas rojas y cianobacterias tóxicas). Para el lago Erie, utilice esta herramienta de previsión de floraciones de algas nocivas (principalmente para las cianobacterias tóxicas).

Los impactos de las mareas rojas

Los dos tipos principales de fitoplancton son las diatomeas y los dinoflagelados. La principal diferencia entre ambos es que los dinoflagelados tienen la capacidad de autopropulsarse, mientras que las diatomeas dependen completamente de las corrientes oceánicas para moverse. Las dañinas mareas rojas que se producen en las costas de Estados Unidos suelen estar impulsadas por los dinoflagelados. Los tipos de dinoflagelados varían según la región, con la costa sureste y el Golfo experimentando más casos del dinoflagelado dañino Karenia brevis (K. brevis), la costa oeste experimentando más casos de Gonyaulax, el noreste experimentando Alexandrium, y el Caribe experimentando Gambierdiscus toxicus.
Tabla 1. Lista de especies de fitoplancton perjudiciales, impactos &Región de ocurrencia (no exhaustiva). Fuente: Instituto Scripps de Oceanografía & Universidad de California, Santa Cruz

Como se ha señalado, no todo el fitoplancton es dañino, de hecho, la mayoría son inofensivos, pero las especies enumeradas anteriormente representan un puñado de fitoplancton dañino capaz de producir toxinas que pueden ser transmitidas por el aire (K. brevis), o pueden envenenar a la fauna marina y a los humanos que los consumen o a los mariscos contaminados.
Salud humana
Los impactos en la salud humana asociados a las mareas rojas dependen de las especies de fitoplancton, como muestra la Tabla 1. Algunas mareas rojas son relativamente inofensivas, y la gente puede nadar o hacer surf durante un evento. Algunos fitoplancton tóxicos, como el K. brevis en Florida, liberan toxinas en el aire que pueden ser inhaladas directamente por las personas en la playa, causando irritación de los ojos, la piel, la garganta y los pulmones, y potencialmente impactos severos para aquellos con condiciones pulmonares como el asma. Algunos estiman que las brevetoxinas de K. brevis pueden viajar hasta 1 milla tierra adentro, dependiendo de la velocidad y dirección del viento. Por último, otros fitoplancton tóxicos sólo suponen un riesgo para la salud humana por el consumo de marisco contaminado. Por eso es importante saber qué tipo de diatomea o dinoflagelado compone las mareas rojas de su zona. Consulte la sección de recursos a continuación para obtener más información sobre las amenazas y ocurrencias regionales, y este sitio web de los CDC para obtener información específica sobre los impactos en la salud humana.

Salud de las mascotas
Las mareas rojas tóxicas también pueden suponer un riesgo para sus mascotas, causando impactos neurológicos que incluyen convulsiones y parálisis si su mascota consume marisco contaminado o el fitoplancton directamente. La Clínica Animal River Landings recomienda: «Si su animal se comporta de forma diferente, experimenta una convulsión, es torpe, tiene diarrea, está temblando, pierde el equilibrio, parece confuso o parece que no puede ver, busque atención veterinaria inmediatamente».
La fauna marina
Las mareas rojas pueden dañar la fauna marina creando zonas muertas temporales y reduciendo el DO; envenenando la fauna directamente; envenenando las fuentes de alimento; y cubriendo físicamente la fauna, reduciendo su capacidad de moverse, cazar y alimentarse. Gran parte de la siguiente información procede de la Comisión de Conservación de la Pesca y la Vida Silvestre de Florida.

Como se ha mencionado, cuando las mareas rojas acaban muriendo, se hunden en el fondo del océano y son consumidas por las bacterias marinas. Durante este proceso, las bacterias también consumen gran parte del oxígeno disuelto en el agua marina circundante, reduciendo la cantidad de oxígeno disponible para otros animales marinos que dependen de ese oxígeno para respirar y sobrevivir. Dependiendo de la magnitud de la marea roja, esto puede crear una «zona muerta» temporal, incapaz de mantener la vida marina. Afortunadamente, muchos animales marinos son capaces de alejarse nadando de estas zonas hipóxicas, pero no todos, ya que los invertebrados como los mejillones, las esponjas y los erizos de mar son incapaces de desplazarse grandes distancias. Además, cuando los eventos hipóxicos ocurren en importantes criaderos, áreas de reproducción y áreas de alimentación, los impactos en el ecosistema local y las poblaciones cercanas pueden ser graves.
Se espera que el envenenamiento directo de la fauna marina sea la causa principal de la muerte masiva de peces experimentada en Florida durante el evento de la marea roja de 2018. La exposición a K. brevis hace que los peces experimenten parálisis, convulsiones, «giros violentos y natación en sacacorchos», y la eventual incapacidad de usar y controlar adecuadamente las branquias, lo que resulta en asfixia y muerte. Esto puede ocurrir incluso en concentraciones relativamente bajas o medias de K. brevis, a 250.000 células por litro de agua del océano. Las tortugas marinas también pueden ser envenenadas directamente, y mostrar efectos similares de pérdida de coordinación, movimientos corporales incontrolados y letargo.
Al igual que los humanos, el consumo de marisco contaminado puede tener graves consecuencias en la fauna marina. Por ejemplo, en Monterey, California, más de 400 leones marinos murieron tras ser envenenados por consumir anchoas contaminadas con ácido domoico durante una marea roja local de Pseudonitzschia australis. En 1988, se produjo una terrible mortandad de más de 740 delfines mulares en la costa atlántica de Estados Unidos. Los científicos sospechan que fue una mezcla de inhalación directa de toxinas y consumo de marisco contaminado. Desde entonces se han producido otras tres muertes de delfines, sobre todo en la franja de Florida, y el 93% de los delfines fallecidos analizados contenían brevetoxinas en su organismo. Incluso los manatíes han sido envenenados por el consumo de hierbas marinas contaminadas durante las floraciones de K. brevis.
Por último, la franja física de las mareas rojas puede causar la muerte masiva de la fauna marina. En 2007, cientos de aves marinas murieron al quedar sus plumas cubiertas por el dinoflagelado Akashiwo sanguinea durante un evento de marea roja frente a Monterey, California. La capa viscosa de fitoplancton hizo que las plumas de las aves perdieran su repelencia al agua, que es esencial para que las aves mantengan el calor corporal necesario. Sin la repelencia al agua, las aves se mojan demasiado y su temperatura corporal desciende fatalmente.
Economía
Los costes económicos de las mareas rojas tóxicas pueden ser amplios, e incluyen las limpiezas financiadas por el gobierno (principalmente de la fauna muerta), la pérdida de ingresos por el turismo oceánico y las actividades recreativas, el aumento de las visitas al hospital y los días de enfermedad, y la pérdida de ingresos de la pesca comercial y recreativa. Un estudio realizado en el año 2000 reveló que el impacto anual de las FAN en la pesca comercial oscila entre 13 y 25 millones de dólares. Los costos de limpieza a nivel de condado en Florida se han calculado hasta 250.000 dólares para un solo condado durante un evento de marea roja. Y a partir de agosto de 2018, la marea roja de 2017-2018 ya ha costado a Florida 8 millones de dólares en ingresos perdidos solo de los negocios costeros.
Aunque los impactos económicos completos de las mareas rojas y las FAN son difíciles de cuantificar, la siguiente diapositiva proporcionada por el seminario web de National Water Sentinels Harmful Algae Blooms (HABs) and You del 26 de febrero de 2019 proporciona un buen resumen:

Cómo prevenir las mareas rojas

Aunque en general se trata de un fenómeno natural, lo cierto es que la gravedad de estos fenómenos está empeorando debido al cambio climático y a las grandes cantidades de contaminación por nutrientes que se vierten en las aguas costeras. Los fertilizantes de la agricultura y el paisajismo se filtran a las aguas subterráneas y superficiales. Las infraestructuras de aguas residuales, como los sistemas sépticos y las alcantarillas, se rompen, se desbordan y, en última instancia, no tratan nuestros residuos. Lamentablemente, durante toda esta crisis, el Congreso permitió que la Ley de Enmiendas de Investigación y Control de Floraciones de Algas Nocivas e Hipoxia de 2017 (S.1057) expirara en septiembre de 2018, lo que habría requerido una evaluación de las floraciones de algas nocivas resultantes de las descargas del Lago Okeechobee; y estableció un proceso para permitir que las floraciones de algas y los eventos hipóxicos sean declarados un «Evento de Importancia Nacional». Ha habido un fracaso en todos los niveles de gobierno para tomar medidas para proteger el agua limpia para la recreación segura, la vida silvestre y las economías prósperas de turismo de playa.
Nuestros funcionarios electos deben prestar atención a esta crisis de salud pública y económica y tomar medidas para controlar el flujo de contaminación en las vías fluviales y las playas que impulsan nuestra economía del turismo costero. Vea a continuación las acciones que los miembros de la comunidad local, las ciudades y los estados pueden hacer para detener futuras floraciones graves de algas:
Acciones que todos podemos tomar:

• Recoger la caca. Recoja los desechos de su mascota
• Lave su coche sobre la hierba o la grava, no en la calle. Mejor aún, llévalo a un túnel de lavado comercial.
• Haz que tu jardín sea más respetuoso con el océano
  • Hazte ecológico. Deje de usar fertilizantes y pesticidas químicos
  • Aplique mantillo y compost para construir un suelo vivo y saludable
  • Plante plantas nativas y apropiadas para el clima
  • Dirija los canalones y bajantes de lluvia a su jardín para frenar y esponjar la lluvia. Obtenga más información aquí.
• Preséntese en el Ayuntamiento y exija las siguientes acciones

Las acciones jurisdiccionales locales podrían incluir:

• Realizar inspecciones obligatorias de las fosas sépticas
• Publicar los cierres de las playas y las advertencias sanitarias de forma rápida y pública
• Promulgar fuertes restricciones locales sobre los fertilizantes (véase el condado de Manatee para un buen ejemplo)
• Implementar programas proactivos para controlar la contaminación de las aguas pluviales, como los Jardines Amigables con el Océano
• Inspeccionar y mantener la infraestructura de alcantarillado

Las acciones a nivel estatal podrían incluir:

• Financiar el programa Florida Healthy Beaches para analizar las playas de recreo en busca de indicadores bacterianos de aguas deterioradas
• Fijar y hacer cumplir normas y reglamentos más estrictos sobre la calidad del agua
• Ayudar a las comunidades locales a realizar la transición de los sistemas sépticos a las alcantarillas
• Proporcionar fondos a los municipios para que inspeccionen y mantengan sus infraestructuras de alcantarillado
• Regular y restringir los aportes de fertilizantes de la agricultura a las zonas de agua dulce
• Restablecer el flujo natural de agua a la costa

Cómo mantenerse a salvo durante una marea roja

La marea roja supone numerosas y graves amenazas para la salud, por favor, respete las recomendaciones de las autoridades locales y cualquier cierre de playas, advertencias y directrices. Consulte con las autoridades locales para ver qué zonas están siendo afectadas (mire la sección de recursos más abajo para ver si hay información para su estado). Notifique las enfermedades o los síntomas, poniéndose en contacto con el Centro de Control de Intoxicaciones de su localidad. También puede tomar las siguientes medidas para mantenerse a salvo:

• Infórmese sobre los tipos de mareas rojas que frecuentan su zona
• Compruebe con su Departamento de Agricultura local los riesgos de consumir marisco local durante un evento de marea roja
• Si las mareas rojas locales contienen especies nocivas de fitoplancton (como K. brevis), evite la playa &manténgase fuera del agua
• Si tiene sensibilidades respiratorias conocidas, quédese en casa o aléjese de la costa
• Revise los recursos que aparecen a continuación para obtener más información
• Tome medidas ahora para prevenir futuras mareas rojas

Recursos importantes

Cómo entender las floraciones de algas

• ¿Qué son las floraciones de algas y por qué son malas? (Popular Science)

Florida &Texas

• Estado actual de la marea roja (Florida FWCC)
• Playas actualmente afectadas en Florida (Florida DEP)
• Marea roja en Texas (Texas Parks & Wildlife)
• Efectos en la salud por exposición a K. Brevis & Cianobacterias (Florida Health)

Pacífico

• Programa de Biotoxinas Marinas de la NOAA (Región del Pacífico)
• Algas nocivas & Programa y mapa regional de vigilancia de la marea roja (SCCOOS)

Nacional

• Sistema de floraciones de algas nocivas de One Health (OHHABS)
• HAB-Associated Illness (CDC)
• NOAA Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms (ECOHAB)
• NOAA Monitoring and Event Response for Harmful Algal Blooms (MERHAB)
• Harmful Algal Blooms (NOAA National Ocean Service)
• Harmful Algae and Red Tides (WHOI)
• Red Tide (Surfline)