En todo momento, el río Amazonas, el más extenso y caudaloso del mundo, vierte una cantidad colosal de agua dulce y sedimentos en la parte occidental del océano Atlántico. Cada segundo arroja 300 millones de litros frente a la isla de Marajó, en el estado brasileño de Pará, casi un 20 % del agua que todos los ríos del planeta vierten en los mares. Semejante torrente traslada cada mes, desde la cordillera de los Andes hasta el Atlántico, una cantidad de partículas en suspensión equivalente a la masa de un cerro como el Pan de Azúcar de Río de Janeiro. Estas aguas, enriquecidas con los sedimentos y nutrientes arrastrados por los casi 7.000 kilómetros (km) del cauce del río, no se diluyen inmediatamente al llegar al océano, sino que forman una extensa pluma de agua lodosa de casi 30 metros (m) de profundidad que se desliza sobre el agua salada a lo largo de unos 200 km mar adentro. A expensas de los vientos y las corrientes marinas, la pluma se extiende 2.300 km hacia el noroeste y alberga una fauna propia, en parte, distinta a la de otras regiones del océano.
Esta gran masa de agua dulce con abundancia de nutrientes se erige como una barrera fluida y porosa, que separa a varias especies de organismos marinos presentes en el Caribe de aquellas que habitan al sur de la desembocadura del Amazonas, pero permite el paso de otras. Investigadores extranjeros comenzaron a advertir su funcionamiento como barrera a principios de la década de 1970. Dos estudios dirigidos por biólogos brasileños describen ahora cómo ha evolucionado la influencia de la pluma en la formación y la distribución de las especies ictícolas y de otros grupos de animales marinos en el Atlántico Occidental.
“La pluma del Amazonas desempeña en el océano una función similar a la que ejerce el río en el interior del continente, separando especies o poblaciones de una misma especie, en orillas opuestas”, explica el biólogo brasileño Luiz Rocha, curador de ictiología de la Academia de Ciencias de California (EE. UU). Desde hace más de 20 años él estudia la influencia de la pluma en la diversificación y la distribución de los peces de los arrecifes y es coautor de un artículo que se publicará en la revista Journal of Biogeography. En el mismo, Rocha y colaboradores de las universidades federales de Río de Janeiro (UFRJ), Santa Catarina (UFSC) y de la Universidad Charles Darwin, de Australia, muestran que el impacto de la pluma aumentó progresivamente con la evolución del Amazonas. En los últimos 2,4 millones de años, la capacidad de aislamiento se volvió tan intensa que ha llegado a afectar a poblaciones de peces de gran tamaño y a incrementar la tasa de formación de nuevas especies.
Los investigadores arribaron a esta conclusión al comparar el tiempo de separación entre especies (o poblaciones de una misma especie) que vivían en lados opuestos de la barrera con los cambios en el volumen de agua y sedimentos transportados por el Amazonas. Los análisis de los detritos depositados en la desembocadura del río indican que la pluma surgió hace entre 9,4 y 9 millones de años. Su llegada a esta región del Atlántico coincide con el erguimiento de la porción norte de los Andes y el surgimiento de una versión primitiva del Amazonas.
En una fase inicial, que duró hasta hace 5,6 millones de años, el volumen de agua dulce y sedimentos descargados en el océano era menor, suficiente como para crear en la desembocadura del río un depósito de 5 centímetros (cm) de espesor cada milenio. En los 3,1 millones de años siguientes, la carga de detritos aumentó seis veces, generando acumulaciones de 30 cm en el mismo intervalo de tiempo. La tercera y última fase de evolución del río comenzó hace unos 2,4 millones de años, cuando la concentración de materiales en suspensión se incrementó otras cuatro veces y la columna de sedimentos depositados cada mil años llegó a ser de 120 cm. “A medida que las tasas de sedimentación aumentaron, la barrera se volvió menos permeable a los peces de arrecifes poco profundos”, dice Rocha.
João Paulo Krajewski | Frank Krasovec | Claudio Sampaio | Jim Lyle | Sergio Floeter / UFSCEn los últimos 9,4 millones de años, la pluma del río Amazonas separó a las poblaciones de peces que habitan en la costa brasileña de las que se encuentran en el Caribe, lo que ha llevado al surgimiento de especies muy similares en ambas regionesJoão Paulo Krajewski | Frank Krasovec | Claudio Sampaio | Jim Lyle | Sergio Floeter / UFSC
Bajo la dirección de Fabio Di Dario, de la UFRJ, y Sergio Floeter, de la UFSC, el doctorando Gabriel Araujo analizó 21 áreas del genoma de casi 150 especies de peces de los arrecifes presentes a lo largo de la costa brasileña y del mar Caribe para determinar el tiempo de separación entre ellas. Eran peces con tamaños y características muy variables, desde Malacoctenus zaluari, un pececito de 10 cm de largo y cuerpo plateado con bandas dorsales anaranjadas y manchas negras que no se aleja mucho de donde nace, hasta el mero gigante (Epinephelus itajara), un pez enorme, de hasta 2,5 m de largo, con el cuerpo verdoso cubierto de manchas oscuras.
Luego, las especies fueron reubicadas en 110 parejas. Cada una estaba formada por una especie que habita en el Caribe y otra de la costa brasileña, o por poblaciones distintas de una misma especie separadas por la pluma. El efecto separador del torrente de agua dulce fangosa pudo observarse para 60 de esas parejas, afectadas en alguno de los tres momentos de la evolución del Amazonas. Sobre las otras 50, que pueden encontrarse en todo este tramo del Atlántico occidental, no se registró impacto.
La influencia de la columna de agua fue proporcionalmente mayor entre las especies denominadas criptobentónicas –peces con un tamaño menor que 10 cm que viven en el lecho marino y utilizan el ambiente de los arrecifes para ocultarse, como las del género Malacoctenus– que entre las de mayor tamaño. De las 23 especies criptobentónicas que actualmente existen en esta parte del Atlántico, 20 (un 87 %) probablemente hayan surgido a causa de la pluma, que separó a poblaciones únicas de una misma especie ancestral. Este mismo efecto se observó en el 46 % de las 87 especies de mayor tamaño, entre ellas la del pez loro guacamayo o arcoíris (Scarus guacamaia), un pez caribeño de 1,2 m de largo de cuerpo verdoso, aletas anaranjadas y boca azul, y Scarus trispinosus, otro pez loro endémico de las costas de Brasil donde se lo conoce como budião-azul, de coloración uniforme y un tamaño promedio de 90 cm.
“Las especies de menor tamaño fueron las primeras que fueron separadas por la pluma. Este efecto solo se hizo evidente en las mayores en los últimos 2,4 millones de años”, comenta Floeter, de la UFSC. La corriente de agua dulce que separa a las aguas superficiales del mar Caribe de las del litoral brasileño condujo al surgimiento de 16 especies criptobentónicas en los primeros 4 millones de años de existencia de la pluma. Estos peces enfrentan grandes dificultades para atravesar la barrera porque nadan distancias cortas y sus larvas viven poco tiempo en la columna de agua.
Inicialmente más leve sobre los peces grandes, el efecto de la pluma se acentuó con el aumento de la carga de sedimentos y el enturbiamiento del agua. De los 31 eventos de separación que se registraron en los últimos 2,5 millones de años, 13 involucraron a especies con un tamaño de más de 50 cm. Uno de los más recientes se produjo hace tan solo 100.000 años y dio origen al pez loro caribeño Sparisoma viride, y al budião-verde (Sparisoma amplum), del litoral brasileño.
Los cambios en las propiedades químicas y físicas de la pluma durante el Pleistoceno estuvieron acompañados por oscilaciones más frecuentes en el nivel del mar, que estuvo más de 50 m por debajo del actual al menos en tres períodos. A causa de su menor espesor, la pluma afecta menos el tránsito de especies entre la costa brasileña y el Caribe durante los períodos en los que el planeta se vuelve más cálido y el nivel del mar aumenta, tal como ocurre en la actualidad. Varios de estos peces pueden utilizar el gran arrecife de algas calcáreas, corales y esponjas que se encuentra frente a la desembocadura del Amazonas –y se extiende desde Pará hasta la Guayana Francesa– como un corredor que conecta la costa brasileña con la caribeña. En cambio, durante las glaciaciones, cuando el nivel del mar es más bajo, el agua dulce de la pluma cubre gran parte de la plataforma continental, impidiendo la formación de arrecifes y dificultando el tránsito de los organismos marinos.
Lo que el grupo de Rocha y Floeter observó para los peces de arrecifes también parece ser válido para una gran variedad de organismos marinos. En un estudio publicado en enero en la revista Scientific Reports, el biólogo Everton Tosetto y otros investigadores de las universidades federales de Pernambuco (UFPE), Rural de Pernambuco (UFRPE), de Paraíba (UFPB) y del Instituto de Investigación y Desarrollo (IRD) de Francia, analizaron la influencia de la pluma en la distribución de 8.375 especies pertenecientes a 17 grandes grupos (filos) de animales que habitan el Atlántico occidental, desde el mar Caribe hasta Cabo Frío, en el estado de Río de Janeiro.
La variedad es grande e incluye a los organismos microscópicos que forman el plancton, transportados pasivamente por las corrientes oceánicas, a los animales que viven en el fondo del mar, como las anémonas y los poliquetos, y otros con buena capacidad de desplazamiento propia, entre los cuales se cuentan crustáceos, peces e incluso aves. “Los trabajos anteriores se centraron en filos específicos. Demostramos que la pluma del río Amazonas constituye una barrera para la dispersión de los principales grupos de animales marinos”, dice el biólogo, quien realiza una pasantía posdoctoral en el IRD.
El grupo comprobó que la pluma es más que un divisor de dos regiones con faunas distintas. En sí misma es un ecosistema con una diversidad biológica peculiar. Sus características físicas (mayor turbiedad) y químicas (menor salinidad y mayor concentración de nutrientes) propician el crecimiento de una cantidad considerable de especies que quizá no podrían resistir las condiciones del agua del mar.
Se estima que en la pluma es posible hallar a 1.929 de las 8.375 especies de la fauna marina del Atlántico occidental. Alrededor de un 27 % de ellas (519) se encuentra allí, pero no en el Caribe ni en la costa brasileña. En tanto, de las 3.373 especies que, según los cálculos, habitan en el litoral brasileño, 1.713 (el 51 %) no se encuentran en la pluma ni en el mar Caribe, donde el grado de exclusividad es aún mayor: el 69 % de las 5.590 especies registradas allá, no se encuentra presente en las otras dos regiones.
La comparación del número de especies compartidas entre las tres regiones también permitió confirmar que la costa brasileña y la pluma “exportan” fauna: el 45 % de las especies brasileñas y el 65 % de las que habitan en la pluma también pueden hallarse en el Caribe, mientras que solamente un 25 % de las caribeñas también se encuentra en el litoral brasileño y un 21 % en la pluma. Estos datos sugieren que, en muchos casos, la pluma funciona como un filtro semipermeable, que permite el paso en una dirección preferencial, comenta Tosetto. El sentido de dispersión privilegiado es de sur a norte, probablemente como resultado del transporte oceánico en la región, donde predomina la corriente del norte de Brasil.
En el marco de un estudio publicado en marzo de este año en la revista Science of the Total Environment, los oceanógrafos Fabiano Thompson y Camille Leal, de la UFRJ, y su equipo, analizaron las comunidades de microorganismos –bacterias y arqueas– que viven en dos especies de esponjas que pueden encontrarse desde Panamá hasta Río de Janeiro: Monanchora arbuscula y Xestospongia muta. La conclusión fue que la pluma del Amazonas no tuvo efectos sobre la distribución de esas esponjas ni sobre la de los microorganismos que habitan en su interior y son importantes para su salud.
Artículos científicos
ARAÚJO, G. S. et al. The Amazon-Orinoco barrier as a driver of reef-fish speciation in the Western Atlantic through time. Journal of Biogeography. En prensa.
TOSETTO, E. G. et al. The Amazon River plume, a barrier to animal dispersal in the Western Tropical Atlantic. Scientific Reports. 11 ene. 2022.
LEAL, C. V. et al. Sponges present a core prokaryotic community stable across Tropical Western Atlantic. Science of the Total Environment. 13 abr. 2022.
