Como una sirena en un picnic bajo el agua, se flota suavemente en la corriente mientras los rayos del sol revelan un jardín de corales en el Golfo Dulce, en el sur de Costa Rica. Sosteniendo una canasta llena de corales redondos y puntiagudos, ella recoge un último espécimen y luego comienza su ascenso. Mientras sale a la superficie, Socorro Ávila, una asistente de investigación que creció en este golfo, se une a Joanie Kleypas y Tatiana Villalobos, dos sirenas más, y nadan hacia el bote que está esperando cerca.

Los tres científicos entregan su recompensa, pasando corales redondos y puntiagudos al bote que espera. Manejar cada pieza requiere paciencia: algunos se arrastran a lo largo de una línea de pesca clara, mientras que otros se retuercen en hebras tejidas de una cuerda. Mientras desenredan cada artículo precioso, las ramas de los corales se empujan, tintineando como muñecos de porcelana chocando. El equipo aborda el bote, se quita el equipo de buceo y se adentra en el golfo, un paso más cerca de comprender a estas misteriosas especies.

Durante tres años, este equipo que lleva el nombre de Raising Coral Costa Rica ha estado cortando trozos de coral de los arrecifes existentes para cultivarlos en un vivero submarino. Meses después, el equipo mueve los corales cultivados en viveros y los une a estructuras parecidas a esqueletos que alguna vez fueron arrecifes vivos y prósperos en el Golfo Dulce. Kleypas, científico del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas en Colorado, ha pasado 30 años estudiando los arrecifes de coral, mientras que Villalobos, junto con un puñado de otros investigadores involucrados en el proyecto, son parte de la división de ciencias de océano y agua dulce de la Universidad de Costa Rica, o CIMAR.

Crédito de ilustración: Serena Richelle

El equipo está utilizando técnicas probadas e ideas experimentales para cultivar coral y revivir arrecifes antiguos en el Golfo Dulce, un oasis submarino en el Océano Pacífico Tropical Este, donde los arrecifes de coral históricamente no se han estudiado. Por el contrario, los investigadores han estudiado los corales del Océano Caribe y la Gran Barrera de Coral de manera mucho más extensa. “Estos corales han sido ignorados, principalmente porque no forman grandes arrecifes,” dijo Kleypas. Pero las especies en esta parte del Pacífico mantienen altos niveles de biodiversidad, comportándose de manera similar a los bien estudiados arrecifes del Caribe, pero con menos corales en general, se agregó.

Sus hallazgos están ayudando a restaurar los ecosistemas locales y podrían ayudar a los investigadores que esperan revivir los arrecifes en países cercanos. Las especies del Golfo Dulce, en comparación con muchos de los arrecifes del mundo, pueden contener pistas extraordinarias sobre la resistencia a las condiciones cambiantes del océano. Cada día, la marea del océano fluye y refluye en el golfo, lo que aumenta y disminuye la temperatura, la acidez y la salinidad con regularidad. Debido a que estos arrecifes están expuestos a fluctuaciones constantes, los investigadores sienten curiosidad por saber si pueden ser más adecuados para soportar las condiciones cambiantes del océano que los corales que viven en el océano, sin condiciones fluctuantes diarias.

A medida que la carrera por salvar nuestros océanos contra un clima cambiante se acelera en todo el mundo, saber cómo reconstruir uno de sus componentes fundamentales, los arrecifes de coral, puede ser una forma en que los científicos pueden ayudarlos a sobrevivir en un mundo que se calienta.

“Agua dulce” no más

Los exploradores españoles liderados por Cristóbal Colón desembarcaron sus barcos en la costa Oeste de Costa Rica a principios del siglo XVI. En español, Golfo Dulce se traduce literalmente, pero los primeros exploradores en esta parte de América Latina usaron el nombre para referirse al agua dulce o fresca. Cuatro grandes ríos – Tigre, Rincón, Esquinas y Coto-Colorado – desembocan en el golfo. Esta mezcla de agua dulce y salado 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 un promedio de 35 partes por mil en el océano.

El golfo se extiende aproximadamente 500 millas cuadradas y alcanza más de 650 pies de profundidad, lo que lo convierte en uno de los pocos fiordos tropicales del mundo, una larga franja de agua profunda rodeada de costas escarpadas. Con sus aguas tranquilas y extensas profundidades, el Golfo Dulce es un punto de acceso para la vida marina. Es el único lugar conocido donde las ballenas jorobadas del norte y del sur migran durante el parto, todavía se están descubriendo nuevos invertebrados, y tiburones, tortugas y peces usan estas suaves aguas como residencia temporal y permanente durante todo el año.

A lo largo de la costa poco profunda del golfo, y en los fondos inclinados debajo, se encuentran parches de antiguos arrecifes de coral, algunos que datan de miles de años. Hace décadas, estos arrecifes fueron casi diezmados por el desarrollo agrícola. Chiquita Banana, parte del negocio más grande se llamaba la United Fruit Company, se mudó al área en 1937 y comenzó a construir su sede, así como plantaciones de banano. Esto alteró en gran medida la jungla tropical y la suciedad llenó los ríos y el golfo en cantidades sin precedentes. El desarrollo en el área continuó cuando las plantaciones de banano se convirtieron en parcelas para aceite de palma en la década de 1980. Un estudio realizado entre 1992 y 1996 reveló que la cobertura de coral vivo en un arrecife en el golfo, en playa Sándalo, disminuyó del 29 al 17%, debido a las elevadas cantidades de erosión.

“Pasé mi infancia aquí. Hice mis tareas de escuela, pescaba y nadé,” dijo Jorge Largaespada Amador. Amador, que ahora tiene 53 años, se mudó a Playa Blanca, un pequeño pueblo en el golfo, cuando tenía seis años. El contó como nadaban con pargos rojos y tiburones mientras cazaban cerca de los arrecifes.

“Los arrecifes estaban vivos, ahora están muertos,” el dijo.

Hoy en día, un gran parte de la tierra que rodea al Golfo Dulce está protegida como parque nacional o refugio, pero solo se incluye una pequeña parte del agua. “Alrededor del 10 por ciento del Parque Nacional Piedras Blancas, que incluye más o menos 14.000 hectáreas en total, se extiende hacia el Golfo Dulce,” dijo Geinier Barquero Vanegas, guardaparque del MINAE SINAC, la división del gobierno nacional que maneja las áreas de conversación. En 2010, el Golfo Dulce fue declarado ‘Área Marina para la Pesca Responsable’, lo que lo convierte en el área de pesca responsable más grande de Centroamérica. Esta declaración evita que los barcos de pesca comercial ingresen al Golfo Dulce, ofreciendo a la vida marina en el golfo la oportunidad de reconstruirse y florecer.

Los corales

La mayoría de los arrecifes del mundo, incluidos los del Golfo Dulce, crecen en aguas tropicales poco profundas cerca del ecuador. En total, estos arrecifes cubren 284,300 kilómetros cuadrados, o menos del 1% del fondo marino, y los arrecifes en este golfo representan una pequeña fracción de la ya delgada franja. Pero los arrecifes de coral son la base de los ecosistemas marinos – sostienen más del 25% de la vida marina. El coral, utilizando minerales del agua de mar, construye una estructura para que vivan innumerables organismos. En el Golfo Dulce, los pequeños cangrejos de coral son inquilinos comunes en las ramas de los arrecifes, y escuelas de peces se mueven a través de los arrecifes todos los días. Los animales marinos más grandes, como las rayas águila manchadas y los tiburones gatos, utilizan estas áreas como zonas de criar y cazar.

Al igual que la ciudad de Nueva York, llena de edificios industriales y personas que mantienen 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 zooxanthelae, utilizan la luz del sol para producir la mayor parte de la energía necesaria para impulsar 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 claridad del agua disminuye, los dos organismos que trabajan juntos para construir un arrecife no están sincronizados. Esta relación desequilibrada hace que el organismo colorido y productor de energía huya del arrecife, dejando tras de sí un esqueleto de coral incoloro y “blanqueado” sin una forma sustancial de producir su propia energía.

Con el tiempo, a medida que se aceleraba la escorrentía en el Golfo Dulce, los corales se cubrían de sedimentos y la luz del sol se bloqueaba. Las algas no pudieron producir suficiente energía y los corales finalmente comenzaron a morir. Las tendencias de calentamiento oceánico de la historia reciente han acelerado los eventos de blanqueamiento de los corales en el Golfo Dulce y en todo el mundo.

Durante un masivo evento global de blanqueamiento de coral de 2015-2016, el 75% de la cobertura de coral del Golfo Dulce disminuyó. Pero el equipo de investigación de Raising Coral se sorprendió cuando los corales comenzaron a recuperarse solo dos años después. “Nos emocionamos de que regresaran relativamente rápido … son tan valientes,” dijo Kleypas. Lleno de más de un indicio de esperanza de estos corales resistentes, el equipo está trabajando para establecer un proceso de restauración de coral en el Océano Pacífico Tropical Este y pruebas genéticas para definir qué hay detrás de esta resistencia.

Las especies de coral en su conjunto se han vuelto cada vez más amenazadas y los investigadores no saben si estas complejas comunidades submarinas podrán sobrevivir hasta el próximo siglo. Aunque no necesariamente podemos detener el cambio climático o las presiones humanas por completo, puede haber formas de disminuir los impactos en 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 los proyectos de restauración al azar están surgiendo muy frecuentemente, el enfoque de este equipo para la restauración y el medio ambiente único en Costa Rica puede servir como modelo para los investigadores que compiten por reconstruir los arrecifes de coral del mundo.

El equipo

Cuando Joanie Kleypas fue introducida a las aguas del Pacífico Tropical Este de Costa Rica, se enteró de los antiguos arrecifes que habían sido diezmados por la escorrentía. “Tenía que verlos por mí misma,” ella dijo. Kleypas se inspiró y utilizó fondos de un premio en 2011 para comenzar a experimentar con formas de ayudar a que los corales crezcan nuevamente. “Esta parte de Costa Rica tiene una historia de conservación ecológica: la calidad del agua estaba mejorando y la gente comenzaba a preocuparse por el Golfo Dulce,” dijo Kleypas.

Tatiana Villalobos, quien creció en la provincia norteña de Alajuela en Costa Rica, se estaba embarcando en estudios de posgrado en la Universidad de Costa Rica cuando un amigo en común la presentó a Kleypas en 2016. Villalobos había experimentado el terror de ver un arrecife de coral blanqueado en su adolescencia, y sabía que tenía que hacer algo para ayudarles. Juntos, Kleypas y Villalobos comenzaron un proyecto que combinó su pasión por los arrecifes de coral y sus lazos con el sur de Costa Rica.

Los dos investigadores y compañero de equipo, José Andrés Marín Moraga, quien se enfoca en la restauración en la costa del pacifico norte de Costa Rica, partieron hacia los Estados Unidos en 2016 para aprender cómo cultivar especies de coral de David Vaughan, director del Mote Marine Lab en Florida. Vaughan ha sido pionero en una técnica llamada “micro fragmentación,” que ahora se utiliza para cultivar corales en todo el mundo. Una forma de reproducción asexual, la micro fragmentación crea una copia genética exacta de un coral individual sin la combinación de células sexuales masculinas o femeninas. Funciona rompiendo un pequeño trozo de coral vivo y cultivarlo en condiciones marinas óptimas: un flujo constante de nutrientes y mucha luz del sol. Después de pasar de 6 a 10 meses en el vivero, el fragmento de coral crece como un clon del organismo del que fue cosechado.

Después de aprender la técnica, Kleypas y Villalobos regresaron a Costa Rica. El equipo de Raising Coral ahora incluye expertos en ecología de arrecifes de coral, ciencias sociales, negocios y experiencia local. Ávila, residente de toda la vida de la tierra que rodea el Golfo Dulce, se unió al equipo para ayudar a cuidar los viveros submarinos cada mes. Encontrar personas que crecieron cerca de estas aguas que las conozcan mejor y tengan un interés mutuo en su salud, fue una de las principales prioridades para Villalobos y Kleypas.

Antes de iniciar cualquier trabajo en el Golfo Dulce, Villalobos habló con las comunidades locales que dependen de la salud del golfo. Conoció y entrevistó a casi 200 residentes, para probar sus conocimientos sobre los arrecifes de coral. “Fue realmente interesante y, a veces, muy frustrante,” ella dice. Se enteró de que algunos de los pescadores locales pensaban que los corales blanqueados de un color blanco brillante estaban sanos y bien, cuando en realidad las especies de coral sanas del Pacífico Tropical Este tienen una coloración neutra y opaca.

“Realmente necesitábamos hacer nuestra tarea antes de comenzar este proyecto,” dice Kleypas. Examinaron todas las estructuras de los arrecifes, investigando la calidad del agua, la proximidad al desarrollo y la capacidad de proporcionar larvas a otras estructuras de arrecifes. Al final, identificaron dos sitios diferentes, ambos en laderas submarinas no lejos de la costa, que parecían más prometedores para la restauración.

En 2017, el equipo de Raising Coral construyó un vivero submarino en una sección poco profunda y tranquila del Golfo Dulce con tuberías de PVC, cuerdas, hilo de pescar transparente y jarras de plástico vacías que se utilizan como boyas. Ataron pequeños trozos de coral recolectados del golfo a las estructuras de PVC, creando estructuras que parecían árboles de Navidad bajo el agua con adornos de coral flotando en la corriente.

Crédito de ilustración: Sami Chang

Al principio, las cosas no salieron bien: alrededor del 80% de los corales que crecían en el vivero no sobrevivieron. “Fue aterrador; íbamos aprendiendo sobre la marcha,” dice Villalobos. Ahora, las cosas han cambiado, después de tres años de prueba y error, más de 1,500 nuevas piezas de arrecifes de coral han crecido en su vivero, algunas del tamaño de una pelota de baloncesto. Estos se cosechan meses después y luego se transportan y se unen a estructuras de arrecifes sin vida.

Los investigadores visitan los corales recién plantados cada mes, registrando su progreso de crecimiento y salud general. Hasta ahora, se han plantado alrededor de 200 corales, y de ellos, del 70 al 80 por ciento parecen sanos y en crecimiento. Kleypas señala que restaurar los arrecifes de coral lleva tiempo y que solo si los arrecifes restaurados sobreviven a las condiciones cambiantes del océano, la restauración puede considerarse exitosa.

El jardín de coral

En una tarde reciente de enero, el equipo atiende su jardín submarino. Villalobos y Ávila usan un cepillo de dientes para limpiar cuidadosamente las tuberías de PVC, quitando las algas. Kleypas flota en el agua sobre una estructura que se asemeja a una cama de jardín elevado unido al fondo del fondo marino con cuerdas a lo largo. Ella está usando pinzas pequeñas y afiladas para romper un gran trozo de coral y unir cada trozo más pequeño en una sección de cuerda desenredada. Si bien aún se desconoce el razonamiento exacto, estos nuevos jardines de cuerdas experimentales están produciendo fragmentos de coral más grandes y saludables de lo esperado. “Hay algo en la cuerda que les gusta mucho,” dijo más tarde. “¡Los corales de este vivero de línea han estado creciendo muy rápido!”

Le esperan unos largos días a Ávila y al equipo de investigadores que deben limpiar el vivero submarino, cosechar y plantar los corales más grandes y ensartar piezas nuevas y más pequeñas. Todo parece llevar más tiempo bajo el agua, y similar a la inversión que se requiere en los trabajos de restauración, la paciencia es una virtud. Aún se desconoce mucho sobre cómo hacer que estos corales crezcan lo suficientemente rápido y fuerte como para sobrevivir fuera del vivero – su destino depende de una comprensión final de estas especies y, por ahora, suerte.

Los proyectos de restauración en todo el mundo están en marcha, dijo Kleypas. Sin embargo, la cantidad de investigación que se dedica a la ejecución de algunos proyectos parece sorprendentemente atrofiada. En la década de 1970, una organización sin fines de lucro arrojó dos millones de llantas de automóvil usadas frente a la costa de Fort Lauderdale, Florida en un esfuerzo por atraer más vida marina a la zona. Casi 40 años después, el área estaba desprovista de vida nueva (o corales) y las autoridades locales se enfrentaron a un nuevo problema: cómo retirar millones de llantas viejas del fondo del Océano Atlántico.

Reconstruyendo para el futuro

Pero hay que hacer algo. A medida que las temperaturas de los océanos en todo el mundo se calientan como resultado del cambio climático y el desarrollo humano continúa casi sin cesar, los investigadores globales de coral estiman que los arrecifes no podrán sobrevivir sin una restauración activa. “Para el año 2050, las estimaciones predicen que casi todos los arrecifes estarán amenazados, y el 75% se enfrentará a niveles de altos a críticos,” dijo José M. Eirin-López, científico de coral 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.

Los experimentos meticulosos y escalonados pueden ser la clave para remediar esta catástrofe del cambio climático. Villalobos está trabajando con los países vecinos para compartir lo que funcionó y lo que no, con la esperanza de que se pueda ayudar. La costa del Pacífico de El Salvador comparte muchas de las mismas especies de coral que se encuentran en el Golfo Dulce, y los investigadores están comenzando a aprovechar las lecciones aprendidas por Raising Coral para comenzar a reconstruir sus propios arrecifes. La restauración activa y organizada aún se encuentra en sus etapas de planificación, pero Johanna Segovia, investigadora asociada involucrada en el manejo de arrecifes de coral en El Salvador, ve el trabajo de Raising Coral como pionero y un ejemplo a seguir.

A la deriva hacia la puesta de sol

A medida que el rugido del motor del bote disminuye, nos deslizamos a través de las tranquilas aguas del Golfo Dulce y el bote se detiene cerca de un gran arrecife que alguna vez fue próspero de vida. La costa está llena de jungla: árboles, enredaderas, una ocasional pareja de lapas rojas y un atisbo de arena volcánica oscura. Es hora de darle un nuevo hogar a los corales recién cosechados de Ávila.

Villalobos, Kleypas y Avila se sumergen en el agua y comienzan a trabajar para unir los nuevos corales a la antigua estructura del arrecife. Clavan un clavo grande en una sección del arrecife y usan una brida de plástico para sujetar cada adorno de coral a su estaca. Incluso bajo el agua, se puede escuchar el tintineo característico de un martillo golpeando un clavo. Los corales que crecen en los trozos de cuerda se dejan entrelazados y se unen en cada extremo a la estructura del arrecife, balanceándose como un tendedero en la corriente del océano.

Una sinfonía de chicharras resuena desde las orillas cuando el sol comienza a ponerse y el equipo de Raising Coral concluye su día en el campo. El estado de ánimo oscila entre la emoción de lo que se avecina y un silencio tranquilo. Fue un día productivo.

“Es agotador, pero nos recompensa el hecho de que los corales quieren crecer,” dijo Kleypas. “Mientras no se rindan, nosotros no lo haremos.”

© Ashleigh Papp / UC Santa Cruz Science Communication Program