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Krill antártico
Krill antártico (Euphausia superba) .jpg
clasificación cientifica editar
Reino:Animalia
Filo:Artrópodos
Subfilo:Crustáceos
Clase:Malacostraca
Orden:Euphausiacea
Familia:Euphausiidae
Género:Eufausia
Especies:
E. superba
Nombre binomial
Euphausia superba
Dana , 1850
Sinónimos  [2]
  • Euphausia antarctica Sars, 1883
  • Euphausia australis
  • Euphausia glacialis
  • Euphausia murrayi Sars, 1883

El krill antártico ( Euphausia superba ) es una especie de krill que se encuentra en las aguas antárticas del Océano Austral . Es la especie animal dominante de la Tierra. Es un crustáceo pequeño, nadador que vive en grandes cardúmenes, llamados enjambres , que a veces alcanzan densidades de 10,000 a 30,000 animales individuales por metro cúbico. [3] Se alimenta directamente de fitoplancton diminuto , por lo que utiliza la energía de producción primaria que el fitoplancton derivó originalmente del sol para mantener sus pelágicos (abrirocéano ) ciclo de vida . [4] Crece hasta una longitud de 6 centímetros (2,4 pulgadas), pesa hasta 2 gramos (0,071 oz) y puede vivir hasta seis años. Es una especie clave en el ecosistema antártico y en términos de biomasa , es una de las especies animales más abundantes del planeta (aproximadamente 500 millones de toneladas, correspondientes a 300 a 400 billones de individuos). [5]

Ciclo de vida [ editar ]

Los huevos se generan cerca de la superficie y comienzan a hundirse. En mar abierto se hunden durante unos 10 días: los nauplios eclosionan a unos 3.000 metros (9.800 pies) de profundidad.

La principal temporada de desove del krill antártico es de enero a marzo, tanto sobre la plataforma continental como en la región superior de las áreas oceánicas de aguas profundas. En la forma típica de todo krill, el macho adhiere un espermatóforo a la abertura genital de la hembra. Para ello, los primeros pleópodos (patas unidas al abdomen) del macho se construyen como herramientas de apareamiento. Las hembras ponen de 6.000 a 10.000 huevos a la vez. Se fertilizan a medida que salen por la abertura genital. [6]

Según la hipótesis clásica de Marriosis De 'Abrtona, [7] derivada de los resultados de la expedición del famoso buque de investigación británico RRS Discovery , el desarrollo del óvulo procede de la siguiente manera: la gastrulación (desarrollo del óvulo en embrión) se establece durante el descenso de los huevos de 0,6 mm (0,024 pulgadas) en la plataforma en la parte inferior, en áreas oceánicas en profundidades de alrededor de 2.000 a 3.000 metros (6.600 a 9.800 pies). El huevo eclosiona como una larva de nauplio ; una vez que este se ha transformado en un metanauplio, el animal joven comienza a migrar hacia la superficie en una migración conocida como ascenso del desarrollo. [8]

Las siguientes dos etapas larvarias, denominadas segundo nauplio y metanauplio, todavía no comen, pero se nutren de la yema restante . Después de tres semanas, el krill joven ha terminado el ascenso. Pueden aparecer en cantidades enormes contando 2 por litro en 60 m (200 pies) de profundidad de agua. Siguen etapas larvarias adicionales cada vez más grandes (segundo y tercer calyptopis, primero a sexto furcilia). Se caracterizan por un desarrollo creciente de las patas adicionales, los ojos compuestos y las setas (cerdas). Con 15 mm (0,59 pulgadas), el krill juvenil se parece al habitus de los adultos. El krill alcanza la madurez después de dos o tres años. Como todos los crustáceos , el krill debe mudar para poder crecer. Aproximadamente cada 13 a 20 días, el krill arroja su quitinoso exoesqueleto y dejarlo como exuvia .

La cabeza del krill antártico. Observe el órgano bioluminiscente en el pedúnculo ocular y los nervios visibles en las antenas , el molino gástrico , la red de filtrado en los toracópodos y los rastrillos en las puntas de los toracópodos.

Comida [ editar ]

El intestino de E. superba a menudo se puede ver brillando de color verde a través de su piel transparente. Esta especie se alimenta predominantemente de fitoplancton, especialmente diatomeas muy pequeñas (20 μm ), que filtra del agua con una cesta de alimentación. [9] Los caparazones vidriosos de las diatomeas se rompen en el " molino gástrico " y luego se digieren en el hepatopáncreas . El krill también puede atrapar y comer copépodos , anfípodos y otros pequeños zooplancton . El intestino forma un tubo recto; su eficiencia digestiva no es muy alta y, por lo tanto, todavía hay mucho carbono presente en elheces . El krill antártico ( E.superba ) tiene principalmente enzimas quitinolíticas en el estómago y el intestino medio para descomponer las espinas quitinosas en las diatomeas; las enzimas adicionales pueden variar debido a su dieta expansiva. [10]

En los acuarios , se ha observado que el krill se come entre sí. Cuando no se les alimenta, se encogen de tamaño después de la muda , lo que es excepcional para animales de este tamaño. Es probable que se trate de una adaptación a la estacionalidad de su suministro de alimentos, que es limitado en los oscuros meses de invierno bajo el hielo. Sin embargo, los ojos compuestos del animal no se encogen, por lo que se ha descubierto que la relación entre el tamaño de los ojos y la longitud del cuerpo es un indicador fiable de la inanición. [11] Un krill con abundante alimento tendría ojos proporcionales a la longitud del cuerpo, en comparación con un krill hambriento que tendría ojos que parecían más grandes de lo normal.

Los toracópodos modificados que forman la cesta de alimentación del aparato de filtrado se mueven a través del agua para llevar las células de fitoplancton a la boca.

Filtro de alimentación [ editar ]

Artículo principal: alimentador de filtro

El krill antártico ingiere directamente células diminutas de fitoplancton , lo que ningún otro animal del tamaño del krill puede hacer. Esto se logra mediante la alimentación por filtración , utilizando las patas delanteras altamente desarrolladas del krill que forman un aparato de filtrado eficiente: [12] los seis toracópodos (patas unidas al tórax ) crean una "cesta de alimentación" que se utiliza para recolectar fitoplancton del agua abierta. En las áreas más finas, las aberturas de esta canasta tienen solo 1 μm de diámetro. En concentraciones más bajas de alimentos, la canasta de alimentación se empuja a través del agua durante más de medio metro en una posición abierta, y luego las algas se peinan hasta la abertura de la boca con setas especiales (cerdas) en el lado interno de los toracópodos.

El krill antártico alimentándose de algas del hielo . La superficie del hielo en el lado izquierdo está coloreada de verde por las algas.

Rastrillo de algas de hielo [ editar ]

El krill antártico puede raspar el césped verde de las algas heladas de la parte inferior del bloque de hielo . [13] [14] El krill ha desarrollado hileras especiales de setas en forma de rastrillo en las puntas de sus toracópodos y rozan el hielo en forma de zig-zag. Un krill puede limpiar un área de un pie cuadrado en aproximadamente 10 minutos (1,5 cm 2 / s). Descubrimientos recientes han encontrado que la película de algas de hielo está bien desarrollada en vastas áreas, a menudo contiene mucho más carbono que toda la columna de agua que se encuentra debajo. El krill encuentra aquí una gran fuente de energía, especialmente en la primavera, después de que las fuentes de alimentos se hayan limitado durante los meses de invierno.

Bomba biológica y secuestro de carbono [ editar ]

Imagen in situ tomada con un ecoSCOPE . Una bola de saliva verde es visible en la parte inferior derecha de la imagen y una cadena fecal verde en la parte inferior izquierda.

Se cree que el krill sufre entre una y tres migraciones verticales desde aguas superficiales mixtas hasta profundidades de 100 metros por día. [15] El krill se alimenta muy desordenado y, a menudo, escupe agregados de fitoplancton (bolas de saliva) que contienen miles de células pegadas. También produce hebras fecales que todavía contienen cantidades significativas de carbono y conchas de vidrio de las diatomeas . Ambos son pesados ​​y se hunden muy rápido en el abismo. Este proceso se llama bomba biológica . Como las aguas alrededor de la Antártida son muy profundas (de 2000 a 4000 metros o de 6600 a 13 100 pies), actúan como sumideros de dióxido de carbono.: Este proceso exporta grandes cantidades de carbono (fijo de dióxido de carbono , CO 2 ) de la biosfera y secuestra por cerca de 1000 años.

Capas de la Zona Pelágica que contiene organismos que componen un ecosistema. El krill antártico es parte de este ecosistema.

Si el fitoplancton es consumido por otros componentes del ecosistema pelágico, la mayor parte del carbono permanece en las capas superiores del océano. Se especula que este proceso es uno de los mecanismos de biorretroalimentación más grandes del planeta, quizás el más importante de todos, impulsado por una biomasa gigantesca. Se necesita aún más investigación para cuantificar el ecosistema del Océano Austral.

Biología [ editar ]

Bioluminiscencia [ editar ]

Acuarela de krill bioluminiscente

El krill a menudo se conoce como camarones ligeros porque emiten luz a través de órganos bioluminiscentes . Estos órganos se encuentran en varias partes del cuerpo del krill individual: un par de órganos en el pedúnculo ocular (véase la imagen de la cabeza arriba), otro par en las caderas del segundo y séptimo toracópodos , y órganos singulares en los cuatro. pleonsternites. Estos órganos luminosos emiten una luz verde amarillenta periódicamente, durante 2-3 segundos. Se consideran tan desarrollados que pueden compararse con una linterna. Hay un reflector cóncavo en la parte posterior del órgano y una lente en la parte frontal que guía la luz producida. Los músculos pueden rotar todo el órgano, que puede dirigir la luz a un área específica. La función de estas luces aún no se comprende completamente; algunas hipótesis han sugerido que sirven para compensar la sombra del krill para que no sean visibles para los depredadores desde abajo; otras especulaciones sostienen que juegan un papel importante en el apareamiento o la escolarización durante la noche.

Los órganos bioluminiscentes del krill contienen varias sustancias fluorescentes. El componente principal tiene una fluorescencia máxima a una excitación de 355  nm y una emisión de 510 nm. [dieciséis]

Krill langosta

Reacción de escape [ editar ]

El krill usa una reacción de escape para evadir a los depredadores , nadando hacia atrás muy rápidamente moviendo sus extremos traseros. Este patrón de natación también se conoce como langosta . El krill puede alcanzar velocidades de más de 0,6 metros por segundo (2,0 pies / s). [17] El tiempo de activación del estímulo óptico es, a pesar de las bajas temperaturas, de solo 55  ms .

Distribución geográfica [ editar ]

Distribución de krill en una imagen SeaWIFS de la NASA : las principales concentraciones se encuentran en el Mar de Escocia en la Península Antártica.

El krill antártico tiene una distribución circumpolar, y se encuentra en todo el Océano Austral y tan al norte como la Convergencia Antártica . [18] En la convergencia antártica, el agua fría de la superficie antártica se sumerge debajo de las aguas subantárticas más cálidas. Este frente corre aproximadamente a 55 ° sur ; de allí al continente, el Océano Austral cubre 32 millones de kilómetros cuadrados. Esto es 65 veces el tamaño del Mar del Norte . En la temporada de invierno, más de las tres cuartas partes de esta área quedan cubiertas por hielo, mientras que 24.000.000 de kilómetros cuadrados (9.300.000 millas cuadradas) quedan libres de hielo en verano. La temperatura del agua fluctúa entre −1,3 y 3 ° C (29,7–37,4 ° F).

Las aguas del Océano Austral forman un sistema de corrientes. Siempre que hay una deriva del viento del oeste , los estratos de la superficie viajan alrededor de la Antártida en dirección este. Cerca del continente, East Wind Drift corre en sentido antihorario. En el frente entre ambos, se desarrollan grandes remolinos , por ejemplo, en el mar de Weddell . Los enjambres de krill nadan con estas masas de agua para establecer una sola población en toda la Antártida, con intercambio de genes en toda el área. Actualmente, hay poco conocimiento sobre los patrones de migración precisos ya que aún no se puede marcar el kril individual para rastrear sus movimientos. Los bancos de arena más grandes son visibles desde el espacio y se pueden rastrear por satélite. [19]Un enjambre cubrió un área de 450 kilómetros cuadrados (170 millas cuadradas) de océano, a una profundidad de 200 metros (660 pies) y se estimó que contenía más de 2 millones de toneladas de krill. [20] Investigaciones recientes sugieren que el krill no simplemente se desplaza pasivamente en estas corrientes, sino que en realidad las modifica. [20] Al moverse verticalmente a través del océano en un ciclo de 12 horas, los enjambres juegan un papel importante en la mezcla de agua más profunda y rica en nutrientes con agua pobre en nutrientes en la superficie. [20]

Ecología [ editar ]

El krill antártico es la especie clave del ecosistema antártico más allá de la plataforma costera, [21] y proporciona una importante fuente de alimento para ballenas , focas , focas leopardo , lobos finos , focas cangrejeras , calamares , dracos , pingüinos , albatros y muchas otras especies de aves. Las focas cangrejeras incluso han desarrollado dientes especiales como adaptación para atrapar esta abundante fuente de alimento: sus inusuales dientes multilobulados permiten a esta especie tamizar el krill del agua. Su dentición parece un colador perfecto, pero aún se desconoce cómo funciona en detalle. Los cangrejeros son la foca más abundante del mundo; El 98% de su dieta está compuesta por E. superba . Estas focas consumen más de 63 millones de toneladas de krill cada año. [22] Las focas leopardo han desarrollado dientes similares (45% de kril en la dieta). Todas las focas consumen entre 63 y 130 millones de toneladas, todas las ballenas entre 34 y 43 millones de toneladas, las aves entre 15 y 20 millones de toneladas, los calamares entre 30 y 100 millones de toneladas y los peces entre 10 y 20 millones de toneladas, lo que suma 152 a 313 millones de toneladas de consumo de kril. cada año. [23]

El paso de tamaño entre el krill y su presa es inusualmente grande: generalmente se necesitan tres o cuatro pasos desde las pequeñas células de fitoplancton de 20 μm hasta un organismo del tamaño de un krill (a través de pequeños copépodos , copépodos grandes, mísidos hasta peces de 5 cm ). [4] E. superba vive solo en el Océano Austral. En el Atlántico norte, Meganyctiphanes norvegica y en el Pacífico, Euphausia pacifica son las especies dominantes.

Biomasa y producción [ editar ]

La biomasa del krill antártico se estimó en 2009 en 0,05 gigatoneladas de carbono (Gt C), similar a la biomasa total de los seres humanos (0,06 Gt C). [24] La razón por la que el krill antártico puede acumular una biomasa y una producción tan altas es que las aguas alrededor del helado continente antártico albergan uno de los conjuntos de plancton más grandes del mundo, posiblemente el más grande. El océano está lleno de fitoplancton ; a medida que el agua asciende desde las profundidades hasta la superficie inundada de luz, trae nutrientes de todos los océanos del mundo de regreso a la zona fótica donde están nuevamente disponibles para los organismos vivos.

Así, la producción primaria —la conversión de la luz solar en biomasa orgánica, la base de la cadena alimentaria— tiene una fijación anual de carbono de 1 a 2 g / m 2 en mar abierto. Cerca del hielo puede alcanzar 30–50 g / m 2 . Estos valores no son extraordinariamente altos, en comparación con áreas muy productivas como el Mar del Norte o las regiones de surgencia , pero el área sobre la que se desarrolla es enorme, incluso en comparación con otros grandes productores primarios como las selvas tropicales . Además, durante el verano austral hay muchas horas de luz diurna para alimentar el proceso. Todos estos factores hacen que el plancton y el krill sean una parte fundamental del ciclo ecológico del planeta.

Declive con el hielo que se encoge [ editar ]

La temperatura y el área de los hielos a lo largo del tiempo, según los datos recopilados por Loeb et al. 1997. [25] La escala del hielo se invierte para demostrar la correlación; la línea horizontal es el punto de congelación; la línea oblicua es el promedio de la temperatura.

Una posible disminución de la biomasa de krill antártico puede haber sido causada por la reducción de la zona de hielo debido al calentamiento global . [26] El krill antártico, especialmente en las primeras etapas de desarrollo, parece necesitar estructuras de hielo para tener una oportunidad justa de supervivencia. El bloque de hielo proporciona características naturales parecidas a cuevas que el krill utiliza para evadir a sus depredadores. En los años de condiciones de baja capa de hielo, el krill tiende a dar paso a las salpas , [27] un filtro alimentador con forma de barril que flota libremente y que también se alimenta de plancton.

Acidificación del océano [ editar ]

Otro desafío para el krill antártico, así como para muchos organismos calcificantes (corales, mejillones bivalvos, caracoles, etc.), es la acidificación de los océanos causada por niveles crecientes de dióxido de carbono. [28] El exoesqueleto de krill contiene carbonato, que es susceptible de disolución en condiciones de pH bajo . Ya se ha demostrado que el aumento de dióxido de carbono puede interrumpir el desarrollo de los huevos de krill e incluso prevenir la eclosión del krill juvenil, lo que lleva a futuras disminuciones geográficamente generalizadas en el éxito de la eclosión del kril. [29] [30] Sin embargo, los efectos adicionales de la acidificación de los océanos en el ciclo de vida del krill siguen sin estar claros, pero los científicos temen que pueda afectar significativamente su distribución, abundancia y supervivencia.[31] [32]

Pesca [ editar ]

Artículo principal: Pesca de krill
Captura mundial anual de E. superba , compilada a partir de datos de la FAO . [33]

La pesquería de krill antártico es del orden de 100.000 toneladas por año. Las principales naciones capturadoras son Corea del Sur , Noruega , Japón y Polonia . [34] Los productos se utilizan como alimento para animales y cebo para peces. Las pesquerías de krill son difíciles de operar en dos aspectos importantes. Primero, una red de krill necesita tener mallas muy finas, produciendo un arrastre muy alto , lo que genera una ola de proa que desvía el krill hacia los lados. En segundo lugar, las mallas finas tienden a obstruirse muy rápido.

Otro problema más es llevar la captura de krill a bordo. Cuando se saca toda la red del agua, los organismos se comprimen entre sí, lo que provoca una gran pérdida de los líquidos del krill. Se han llevado a cabo experimentos para bombear krill, mientras todavía está en el agua, a través de un gran tubo a bordo. Actualmente también se están desarrollando redes especiales de kril. El procesamiento del krill debe ser muy rápido ya que la captura se deteriora en varias horas. Su alto contenido en proteínas y vitaminas hace que el krill sea muy adecuado tanto para el consumo humano directo como para la industria de piensos. [35]

Visiones futuras e ingeniería oceánica [ editar ]

Artículo principal: Fertilización con hierro

A pesar de la falta de conocimiento disponible sobre todo el ecosistema antártico, ya se están realizando experimentos a gran escala con krill para aumentar el secuestro de carbono : en vastas áreas del Océano Austral hay muchos nutrientes, pero aún así, el fitoplancton no crece mucho. Estas áreas se denominan HNLC (alto contenido de nutrientes, bajo contenido de clorofila). El fenómeno se llama paradoja antártica y ocurre porque falta hierro . [36] Las inyecciones relativamente pequeñas de hierro de los buques de investigación desencadenan floraciones muy grandes, que cubren muchas millas. La esperanza es que ejercicios a gran escala reduzcan el dióxido de carbono como compensación por la quema de combustibles fósiles.. [37]

Referencias [ editar ]

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Lectura adicional [ editar ]

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  • Medios relacionados con Euphausia superba en Wikimedia Commons
  • Datos relacionados con Euphausia superba en Wikispecies
  • Proyecto Krill Count
  • Diario del RRS James Clark Ross , dando una popular introducción al krill antártico
  • Euphausia superba de MarineBio
  • Un tiempo para el krill , División Antártica Australiana
  • Cámara web del acuario de krill , División Antártica Australiana
  • Hoja de krill antártico , División Antártica Australiana
  • "Krill lucha por la supervivencia a medida que se derrite el hielo marino" . Observatorio de la Tierra . NASA .
  • Mark Kinver (12 de abril de 2011). "Los pingüinos sufren a medida que disminuye el krill antártico" . BBC News .