Un lago tropical en África Central puede no parecer el primer lugar en el que buscaría obtener información sobre los Grandes Lagos de América del Norte. Pero eso es justo lo que los investigadores de la Bowling Green State University (BGSU) en Ohio han estado haciendo durante los últimos tres años.
Lake Victoria es el mayor de los Grandes Lagos de África, el segundo más grande del mundo después del lago Superior. George Bullerjahn, un ecólogo de BGSU, dice el lago Victoria, situado entre Kenia, Uganda y Tanzania, es un muy bueno sustituto para estudiar flores de algas dañinas en el lago Erie, tanto ahora como para predecir qué podría tener el futuro.
La parte del lago Victoria, donde Bullerjahn y sus colegas se centraron en su trabajo, el Golfo de Winam en Kenia, es similar al lago Western Erie en muchos sentidos, dijo. Es poco profundo con un intercambio de agua limitado con el resto del lago y muchos aportes de nutrientes de la escorrentía agrícola y las aguas residuales. Y a pesar de su ubicación en los trópicos, el clima también tiene algunas similitudes.
“A pesar de que el lago Victoria se encuentra justo en el ecuador, en realidad no está caliente, es templado, está elevado a unos 3,800 pies de altitud”, dijo Bullerjahn. “Y básicamente, todos los días hay como un día de verano promedio o ligeramente más cálido que el promedio en el lago Erie”.
Exactamente las condiciones en las que prosperan las cianobacterias potencialmente dañinas. Y a medida que el clima se calienta, el lago Victoria de hoy puede ofrecer una ventana a lo que el futuro podría tener para el lago Erie.
“Desde 1980 ha habido una pérdida del 70% de masa de hielo en el lago Erie debido al cambio climático, y ahora estamos viendo. Unas pocas décadas a partir de ahora, una situación en la que el lago Erie no se congela”, dijo Bullerjahn. “Dado que estamos mirando un lago que no se congela en África, ¿podría informar cómo podría ser el lago Erie décadas en el futuro?”
Modelo de lago
El Golfo de Winam del lago Victoria es un cuerpo de agua similar al lago Erie, y podría ser un modelo para el Gran Lago en un clima de calentamiento. (Crédito de la foto: George Bullerjahn/Bowling Green State University)
Usar un lago para estudiar lo que podría suceder en otro es una ocurrencia cotidiana para Scott Higgins, un científico senior del Área Experimental (ELA) del Instituto Internacional para el Desarrollo Sostenible (ELA). El ELA, una colección de 227 pequeños lagos en el norte de Ontario, se utiliza para estudiar los efectos de todo, desde lluvia ácida hasta derrames de petróleo en los ecosistemas del lago, y para predecir cómo esas cosas se traducirán en lagos más grandes en todo el mundo.
“Hay millones de lagos alrededor del planeta y no podemos estudiarlos de manera intensiva, pero muchos de ellos tienen problemas que debemos abordar”, dijo Higgins.
Los estudios de Bullerjahn en el lago Victoria golpearon particularmente cerca de casa, según Higgins, porque el ELA se creó en 1969 en parte para abordar el problema de las flores de algas en el lago Erie.
“Los primeros estudios en el ELA fueron fundamentales para cambiar las políticas en torno a la gestión de los Grandes Lagos”, dijo.
El lago Victoria puede hacer un modelo particularmente bueno para estudiar algas en el lago Erie porque el “verano interminable” del lago Victoria significa que básicamente puede eliminar la temperatura como una variable que afecta las flores, dijo Higgins.
“Hay mucho que aprender de ecosistemas tropicales más estables para ayudar a informar la gestión de los lagos templados”, dijo. “Es mucho más fácil separar los otros mecanismos que impulsan las flores”.
Flores de algas
Los investigadores están a bordo de una embarcación utilizada para probar diferentes sitios a través del Golfo de Winam del lago Victoria para diferentes tipos de cianobacterias. Los investigadores completaron recientemente una encuesta genética de cianobacterias en el lago, que ayudará a los funcionarios locales a rastrear flores de algas con daños y dañinos de cianobacterias potencialmente peligrosas. (Crédito de la foto: Lauren Hart/Universidad de Michigan)
Durante tres años, Bullerjahn, con fondos de la Fundación Nacional de Ciencias, reunió a científicos y estudiantes graduados de los Estados Unidos y Kenia para probar las algas en Winam Gulf. La idea era no solo pronosticar lo que podría suceder en el lago Erie en el futuro, sino también llenar un vacío en el conocimiento sobre el lago Victoria haciendo un catálogo genético de las algas que viven allí, dijo Lauren Hart, una estudiante de doctorado en la Universidad de Michigan que estuvo involucrada en el proyecto.
“Antes de nuestro estudio, no podía comparar los datos metagenómicos del lago Erie a los datos metagenómicos con el lago Victoria para ver si hay historias similares o organismos similares entre estos lagos”, dijo.
Hart identificó un tipo de algas llamada Dolichospermum como el organismo más dominante formador de floración en el lago Victoria, así como otras llamadas Microcystis y Planktothrix que eran más abundantes en agua superficial y turbia. Los tres tipos también se encuentran en flores dañinas en el lago Erie. De hecho, las algas de Microcystis, que es del tipo que actualmente causa la mayor cantidad de problemas en el lago Erie, fue genéticamente muy similar entre los dos lagos.
“Eso es importante porque los genomas realmente deciden qué tipos de moléculas tóxicas pueden hacer el organismo”, dijo Hart.
El hecho de que Dolichospermum dominara las flores en el lago Victoria fue interesante, ya que está mejor adaptado a climas más fríos y ahora está comenzando a hacerse cargo de las flores en el lago Erie más adelante en la temporada. Higgins dijo que podría ser un problema real en el futuro.
Las algas tóxicas requieren que el nitrógeno crezca, y a diferencia de Microcystis, Dolichospermum puede sacar el nitrógeno directamente del aire. Dado que la mayoría de los sitios estudiados en el lago Victoria tenían poco nitrógeno en el agua, no es sorprendente que Dolichospermum domine. Pero todavía había una cantidad significativa de Microcystis presente, lo que Higgins dice que podría indicar que Dolichospermum está ayudando a apoyar a Microcystis al traer más nitrógeno al ecosistema.
Dado que la mayoría de los esfuerzos para controlar las flores tóxicas dominadas por Microsystis en el lago Erie se centran en reducir la cantidad de nitrógeno que llega al lago desde la escorrentía agrícola, la creciente presencia de un compañero de fijación de nitrógeno podría poner en peligro esos esfuerzos.
“El lago Victoria es una bandera de advertencia: si reduce el nitrógeno en el lago oeste de Erie, es posible que no reduzca los riesgos de toxicidad en gran medida”, dijo Higgins.
El trabajo muestra que centrarse en reducir el fósforo también, que Dolichospermum también requiere, ayudará a reducir el tamaño y la toxicidad de las flores, según Higgins.
Beneficios locales
La gente usa el agua del Golfo de Winam del lago Victoria para bañarse, lavar los platos y lavar la ropa. Un equipo de investigadores de América del Norte y Kenia completó recientemente una encuesta genética de cianobacterias en el lago, que ayudará a los funcionarios locales a rastrear las flores de algas dañinas potencialmente peligrosas. (Crédito de la foto: Lauren Hart/Universidad de Michigan)
Si bien muchas de las ideas obtenidas al estudiar algas en el lago Victoria pueden ayudar a mejorar la gestión del lago Erie en el futuro, el proyecto de Bullerjahn también tiene la intención de tener beneficios más inmediatos para las personas en Kenia que dependen del lago.
Tres ciudades principales, incluida Kisumu, la tercera ciudad más grande de Kenia, así como muchas comunidades más pequeñas, “dependen totalmente del lago para la supervivencia”. El lago Victoria se usa para beber agua, así como para lavar y pescar, dice Julia Obuya, una científica de Kenia que trabajó en el proyecto y ahora es estudiante de doctorado en BGSU.
Muchas de esas comunidades tienen poca o ninguna capacidad para tratar el agua que usan, incluso cuando las flores están presentes, dependiendo en su lugar en técnicas de filtración o ebullición simples. Como resultado, las flores tóxicas están afectando su salud.
“Están viendo efectos sobre la salud como problemas de la piel, problemas estomacales, incluso siendo hospitalizados, pero no siempre entienden de dónde vienen”, dijo Obuya.
La parte del proyecto de Obuya implicó trabajar con las comunidades para crear conciencia sobre los peligros de las flores y alentarlos a usar otras fuentes de agua, como pozos o recolección de agua de lluvia cuando están presentes las flores.
Lewis Sitoki, un científico ambiental de la Universidad Técnica de Kenia en Nairobi, dice que este año ha habido flores severas cerca de Kisumu que obligaron a algunas plantas de tratamiento de agua a cerrar temporalmente. Es por eso que es importante saber dónde están las flores y qué especies y toxinas están presentes para que se pueda aconsejar a la población sobre cómo lidiar con ella.
El proyecto que reúne a los científicos de Estados Unidos y Kenia es un paso importante para mejorar la gestión del agua en ambos países, según Sioki.
“Hay lecciones que podemos aprender aquí sobre cómo administrar mejor los recursos hídricos en el lago Victoria, el lago Erie y en otros lugares”.
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Imagen destacada: Un tinte verdoso en el agua del Golfo de Winam del lago Victoria indica una floración de algas dañinas de cianobacterias. (Crédito de la foto: George Bullerjahn/Bowling Green State University)
