Científicos abordan plagas de estrellas de mar en la Gran Barrera de Coral en peligro de extinción

Científicos abordan plagas de estrellas de mar en la Gran Barrera de Coral en peligro de extinción

A primera vista, la estrella de mar con corona de espinas se parece mucho a una criatura enemiga que encontraría en un videojuego basado en la naturaleza. Picos largos cubren su cuerpo, que puede alcanzar 21/pies de diámetro. Es algo parecido a una mina terrestre, si una mina terrestre tuviera de 14 a 21 brazos móviles.

Pero su exterior no es tan intimidante como su apetito. Cuando una corona de espinas madura a los 4 meses de edad, come coral vivo vorazmente, hasta alcanzar su propio peso corporal en una noche. Solo uno puede consumir 20 a 32 pies de coral vivo un año. Treinta de ellos por 21/acres pueden matar el coral de un arrecife entero.

Estas estrellas de mar son la segunda mayor amenaza para la ya en peligro Gran Barrera de Coral, el sistema de arrecifes de coral más grande del mundo, justo detrás de los ciclones tropicales. Durante las últimas décadas, han atacado los arrecifes en oleadas de brotes, uno de los cuales elevó su población a tanto como 1,000 estrellas de mar por 21/hectáreas.

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La Gran Barrera de Coral cubre casi 865 millones de acres frente a la costa de Australia, lo que significa que aproximadamente 350 mil millones de estrellas de mar la habitan. La estrella de mar, la más invertebrado fértil en el mundo, eliminó 150 arrecifes de coral dentro del sistema de la Gran Barrera y dañó 500 más en solo unos pocos años.

Estos enormes brotes inicialmente confundieron a los científicos, pero han comenzado a progresar en su comprensión, descubriendo un rasgo biológico sorprendente, y en combatirlos con el desarrollo de un robot submarino para atacarlos.

los reciente descubrimiento que las estrellas de mar con corona de espinas, llamadas COTS para abreviar, pueden retrasar su transición a la edad adulta durante al menos seis años significa pueden estar al acecho sin necesidad de alimentarse de coral mientras un arrecife dañado se cura a sí mismo, y luego darse un festín tan pronto como su coral sano haya vuelto a crecer.

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“Debido a que los juveniles de COTS tienen la capacidad de permanecer en una forma de alimentación de algas hasta por seis años, podría haber una acumulación de múltiples generaciones de juveniles que se alimentan felizmente de algas hasta que haya una señal específica que catalice su transición para alimentarse de corales ”, Dice Paul Barber, profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de California en Los Ángeles.

Imagine cientos de miles de corona de espinas viviendo de esa manera alrededor de un solo sistema de arrecifes: su coral vivo no podría resistir el asalto. La capacidad de suspensión del desarrollo de esta estrella de mar no es la única causa de los brotes. La interferencia humana también es responsable.

“La ciencia nos dice que los fertilizantes y otros contaminantes elevados de la escorrentía de la producción primaria están provocando un aumento del fitoplancton, que es la principal fuente de alimento para las larvas de COTS”, dice Anna Marsden, directora general de la Fundación Great Barrier Reef.

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La sobrepesca y la eliminación de los depredadores naturales de las estrellas de mar, como el caracol tritón gigante, también han contribuido a los brotes.

En circunstancias normales, las estrellas de mar con corona de espinas juegan un papel útil en la vitalidad y diversidad de los arrecifes porque prefieren comer el coral de crecimiento más rápido, lo que ayuda a las variedades de coral de crecimiento lento. ganar un punto de apoyo . Sin embargo, cuando su población no se mantiene bajo control, pueden convertirse fácilmente en una especie invasora devastadora.

La Great Barrier Reef Foundation ha estado trabajando con los agricultores locales para ayudar a reducir la cantidad de escorrentía contaminante en las aguas del arrecife, lo que con suerte disminuirá la cantidad de brotes. Recientemente, lanzó un programa de control de estrellas de mar con corona de espinas de $ 37.5 millones que está explorando métodos innovadores de vigilancia y control.

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“El programa se centra en los arrecifes prioritarios, definidos en función de su importancia ecológica y económica”, dice Marsden.

Los científicos han estado explorando métodos para mitigar los brotes de corona de espinas desde principios de la década de 1960, cuando se notó por primera vez la escalada de los brotes. En 2015, investigadores de la Universidad James Cook descubrieron que un 20 mililitro dosis de vinagre mataría una estrella de mar en 48 horas. Antes de eso, el único veneno inyectable conocido eran las sales biliares, que son caras y más difíciles de obtener en grandes cantidades.

Pero encontrar una buena herramienta de selección fue solo la mitad de la batalla. Para administrar cualquiera de estas inyecciones, los equipos de buceo tuvieron que cazar las estrellas de mar una por una. Como resultado, ha sido difícil hacer mella en su población.

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Por ejemplo, en 2015, la Gran Barrera de Coral albergaba entre 4 y 12 millones de estrellas de mar con corona de espinas. En un año, dos cuadrillas que trabajaban a tiempo completo solo pudieron erradicar 350.000. Cada hembra pone aproximadamente 65 millones de huevos al año. Claramente, el control de las estrellas de mar con corona de espinas solo a través de buzos humanos es una batalla cuesta arriba.

Ingrese el RangerBot. El RangerBot es un vehículo submarino autónomo (AUV) y el primer robot basado en visión diseñado para proteger los sistemas de arrecifes de coral. Fue desarrollado por un equipo de científicos dirigido por Matthew Dunbabin, profesor de ciencia e ingeniería en la Universidad de Tecnología de Queensland durante los últimos seis años. “Dado el tamaño extremo de la Gran Barrera de Coral y muchas amenazas para los humanos, queríamos una 'herramienta' que pudiera permitir a las autoridades reducir el programa de erradicación manual”, dice Dunbabin.

La idea del bot nació hace 14 años. “En 2005, desarrollé un robot que demostró que la visión se puede usar para permitir que un robot calcule su posición en el arrecife y evite obstáculos”, dice Dunbabin.

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Sin embargo, la tecnología informática aún no estaba lo suficientemente avanzada como para permitir la detección en tiempo real de corona de espinas. Eso cambió en 2014 con los avances en la tecnología de aprendizaje profundo, que permitieron al equipo de Dunbabin construir un robot que podría programarse para detectar e inyectar sales biliares a la estrella de mar mientras opera de forma autónoma. Durante los siguientes años, refinaron el prototipo para que fuera más pequeño, más liviano y menos costoso para que eventualmente se pudiera contratar un ejército de bots.

En 2016, el RangerBot ganó el Desafío de impacto de Google Australia y unió fuerzas con la Great Barrier Reef Foundation en un esfuerzo por acelerar el proceso de desarrollo. A fines de 2018, el RangerBot estaba en pleno funcionamiento en la Gran Barrera de Coral. En 2019, el equipo pudo aumentar sus capacidades para que también pueda ayudar con la resiembra de larvas de coral a lo largo de la Gran Barrera de Coral y los arrecifes de Filipinas.

“[Nosotros] los hemos estado integrando con botes robóticos para aumentar aún más su capacidad de transportar grandes cantidades de larvas de coral a los arrecifes dañados”, dice Dunbabin.

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Sin embargo, el esfuerzo no ha estado exento de desafíos.

En el aspecto tecnológico, han tenido problemas para que los algoritmos de visión del bot se ejecuten en tiempo real una vez que está en una misión submarina, por lo que puede ser difícil rastrearlo con precisión. Pero el mayor desafío es la evasión de las propias estrellas de mar con corona de espinas.

Cuando están todos reunidos, los RangerBots tienen una ventaja, pero durante el día las coronas de espinas tienden a esconderse debajo del coral, lo que hace que sea más difícil para un bot verlas e inyectarlas. “Hay algunos estudios que muestran que los COTS salen más para alimentarse por la noche, por lo que nuestro plan ha sido usar las luces de RangerBot para realizar operaciones nocturnas y posiblemente aumentar aún más su utilidad”, dice Dunbabin.

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La Gran Barrera de Coral es una maravilla insustituible del mundo natural. Su 3000 sistemas de arrecifes que abarcan más de 214.000 millas, aproximadamente el tamaño de Nueva Zelanda, son el hogar de más de 1500 especies de peces , 400 tipos de coral duro y un tercio del coral blando del mundo. Solo en los últimos 30 años, la mitad de ese coral se ha perdido, en gran parte debido a eventos de blanqueamiento y brotes de corona de espinas.

Científicos como Dunbabin esperan que la investigación encuentre una manera de controlar las plagas de estrellas de mar. Su esfuerzo, aún en estudio y resolución de problemas, ha despertado el interés de los grupos conservacionistas que están considerando apoyar la producción de ejércitos de RangerBot. Eso, dice, podría suceder en los próximos 12 meses.

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