Comprender las respuestas biológicas de los organismos marinos es fundamental para mejorar la predicción del futuro de los sistemas biológicos en las zonas costeras y, comprender además los efectos de la exposición actual a condiciones de bajo pH/alto pCO2 e hipoxia y los desafíos impuestos por la acidificación y desoxigenación de los océanos a largo plazo. . Para abordar mejor este desafío y determinar hasta qué punto los organismos son capaces de lidiar con su variabilidad local natural y explorar cómo los organismos podrían responder a cambios futuros de dichos regímenes de variabilidad, se necesitan hacer experimentos más realistas, parametrizados a partir del conocimiento de los regímenes de variabilidad a una escala espacial y temporal más fina en pH/O2.. Aquí, a través de la comprensión de los cambios en los regímenes de variabilidad costera y sus consecuencias en la fisiología animal, ayudaremos a comprender las limitaciones fisiológicas y la estructura genética en un mosaico de poblaciones y condiciones ambientales. En última instancia, podremos inferir cómo la selección y la aclimatación han ayudado a dar forma a las respuestas de las especies hoy en día, y cómo los cambios adicionales en el régimen de variabilidad las afectarán en el futuro. Utilizando un mosaico ambiental espacial heterogéneo a lo largo de una región de 300-400 km, nuestra propuesta de investigación tiene como objetivo abordar cuatro preguntas científicas principales:
• ¿Los mosaicos espaciales de diferentes patrones de variabilidad oceanográfica crean gradientes geográficos de selección en poblaciones naturales de organismos marinos?
• ¿Hasta qué punto el desacoplamiento entre el pH y el O2 durante los eventos extremos (surgencia) actúa como una restricción fisiológica para los organismos marinos?
• ¿Cuáles son la tolerancia / sensibilidad y plasticidad de las poblaciones que se encuentran a lo largo de gradientes geográficos a futuros escenarios de cambio global de alteración de los regímenes de variabilidad natural? y,
• ¿Ha promovido la selección hasta la fecha un aumento en la variación genética para la tolerancia fisiológica en poblaciones existentes que habitan en diferentes regímenes de variabilidad natural a través de escalas oceanográficas de mesoescala? Nuestro enfoque metodológico incluye: (i) la caracterización oceanográfica del régimen de variabilidad de mesoescala mediante el uso de sensores autónomos, planeadores y herramientas de teledetección; (ii) trabajo experimental utilizando un novedoso sistema de micro / mesocosmos de última generación, que imita los regímenes de variabilidad natural de pH y O2 experimentados por diferentes poblaciones, con el objetivo de evaluar el desempeño fisiológico y los mecanismos compensatorios en nuestros sistemas biológicos; (iii) incorporar el uso novedoso de “experimentos de jardín común de variabilidad natural”; y finalmente (iv) el estudio de la estructura genética y la variación en poblaciones sometidas a tan diferentes regímenes de pH/O2. Como posibles sistemas de estudio biológico, estamos considerando crustáceos con poblaciones periféricas de amplia distribución y divergencia potencial contrastante entre poblaciones: un dispersor bajo (PLD <20 días) como el cangrejo Taliepus dentatus; y una especie de alta dispersión con evidencias de diferencias genéticas asociadas a barreras oceanográficas, el copépodo nerítico Acartia tonsa. Responder a las preguntas científicas fundamentales identificadas en nuestra propuesta ayudará a responder inquietudes de interés tanto local como global, con importantes implicaciones para el manejo de los ecosistemas costeros y la política ambiental, como comprender la sensibilidad, exposición y potencial de adaptación de las especies en un entorno variable como Los ecosistemas costeros son una prioridad para las estrategias de gestión de los océanos y para mantener el nivel de biodiversidad en el contexto de las condiciones cambiantes del océano. Un equipo multidisciplinario de colaboradores nacionales e internacionales expertos en oceanografía física, modelización, fisiología, ecología marina y evolutiva, fortalece esta propuesta de investigación con el fin de lograr los objetivos científicos propuestos.
