Influencia de la temperatura en la ecología de los herbívoros invertebrados dominantes del litoral mediterráneo (Paracentrotus lividus y Arbacia lixula)

Abstract

[spa] El cambio climático está afectando a la biosfera de múltiples maneras, tanto a los organismos terrestres como acuáticos. El aumento de la temperatura del mar y de las concentraciones de CO2 (acidificación oceánica) representan dos de los factores más influyentes del cambio global que están sufriendo los ecosistemas marinos, por lo que sus consecuencias cobran protagonismo. Unos de los ecosistemas costeros más comunes son los formados por macrófitos marinos, productores primarios que sustentan gran diversidad de organismos. Uno de los factores clave en determinar su distribución y abundancia es el herbivorismo. En comunidades templadas de macrófitos marinos, como los bosques de algas, o las praderas de fanerógamas marinas, los erizos de mar son los herbívoros principales, los cuales pueden transformar radicalmente dichos ecosistemas. En el mar Mediterráneo existen dos especies de erizo de mar, Paracentrotus lividus y Arbacia lixula, que son los herbívoros generalistas más comunes del mediterráneo. El presente estudio se centra en evaluar los efectos del aumento de la temperatura para las dos especies de equinodermos, tanto a nivel somático como a nivel etológico. Para ello, se simularon distintos escenarios de temperatura (23, 25, 27 y 29ºC) y se alimentó a los erizos con tres macrófitos marinos costeros; Halopteris scoparia, Padina pavonica y Cystoseira stricta. Las distintas condiciones de temperatura se mantuvieron durante 3 meses. Los resultados de este estudio sugieren que los 25ºC son una temperatura óptima en lo que respecta al consumo de los erizos, tanto para P. lividus como para A. lixula, ya que ambas especies presentan su máximo a dicha temperatura. Esta temperatura, no obstante, parece ser un umbral, puesto que si la temperatura sigue aumentando, los efectos sobre el consumo se vuelven negativos, siendo la temperatura de 29ºC crítica para las especies. El efecto de la temperatura sobre el consumo afecta de manera distinta a las dos especies tanto en rapidez como en intensidad, ya que P. lividus responde antes y la magnitud del efecto es mayor. En cambio, A. lixula la respuesta del consumo a la temperatura se aprecia más tarde y esta es menor. Por otro lado, A. lixula sufre más las consecuencias físicas como la degradación de la epidermis. Los resultados obtenidos al estudiar el crecimiento, el peso de las gónadas, el peso del intestino y el de la linterna de Aristóteles revelan una vez más que 25ºC es una temperatura óptima para Paracentrotus lividus, siendo 29ºC una temperatura con claros efectos negativos para ambas especies. Teniendo en cuenta el aumento de la temperatura de las aguas del mediterráneo debido al cambio climático y los datos obtenidos en este estudio, es de esperar que las poblaciones de Paracentrotus lividus y Arbacia lixula se vean afectadas. Cambios en las poblaciones de P. lividus y A. lixula tendrán repercusiones sobre la comunidad bentónica submareal ya que ambas especies son clave y determinan la composición y la abundancia de los productores primarios de dicha comunidad. Teniendo en cuenta la importancia ecológica de estos ecosistemas de macrófitos marinos, es importante destacar que su funcionamiento puede verse alterado al modificarse el comportamiento alimenticio y posiblemente las poblaciones de los erizos que las consumen.

[eng] Climate change is affecting the biosphere in many ways, both terrestrial and aquatic organisms. Rising sea temperatures and CO2 concentrations (ocean acidification) represent two of the most influential factors in global change that marine ecosystems are experiencing, and their consequences are gaining prominence. Some of the most common coastal ecosystems are those formed by marine macrophytes, primary producers that support a great diversity of organisms. One of the key factors in determining their distribution and abundance is herbivory. In temperate communities of marine macrophytes, such as algal forests or seagrass meadows, sea urchins are the main herbivores, and they can radically transform these ecosystems. In the Mediterranean Sea there are two species of sea urchin which are the most common herbivores of the Mediterranean: Paracentrotus lividus and Arbacia lixula. The present study focuses on evaluating the effects of increasing temperatures on the two species of echinoderms, examining both the consequences at the somatic and at the ethological levels. In order to examine this issue, different temperature scenarios (23, 25, 27 and 29ºC) were simulated and the sea urchins were fed with three coastal marine macrophytes; Halopteris scoparia, Padina pavonica and Cystoseira stricta. The different temperature conditions were maintained for 3 months. The results of this study suggest that 25ºC is an optimum temperature in terms of the consumption rates of both species of urchins, both exhibiting their maximum at that temperature. This temperature, however, appears to be a threshold, since if the temperature continues to rise, the effects on consumption become negative, with 29°C being critical for the species. The effect of temperature on consumption affects the two species in a different way both in speed and intensity, since P. lividus responds before and the magnitude of the effect is greater. In contrast, in A. lixula the response of the consumption to increased temperature is observed later and it is smaller in magnitude. On the other hand, A. lixula suffers more the physical consequences of higher temperatures, and we observe the degradation of the epidermis. The results obtained when studying the growth, gonad weight, intestine weight and Aristotle's lantern reveal once again that 25ºC is an optimum temperature for Paracentrotus lividus, with 29ºC being a temperature with clear negative effects on both species. Taking into account the increase in temperature of the Mediterranean waters predicted from climate change models and the data obtained in this study, it is expected that the populations of Paracentrotus lividus and Arbacia lixula will be affected. Changes in the populations of P. lividus and A. lixula will likely have strong ecological impacts on the subtidal benthic communities as both species are key in determining the composition and abundance of primary producers of those community. Considering the ecological importance of these marine macrophyte ecosystems, it is important to note that their functioning can be altered by temperature-driven changes in the feeding behavior and possibly the populations of the sea urchins that consume them.