Corales fríos. Revisión de los conceptos tradicionales sobre estos organismos

¿Qué son los corales fríos?

Estos corales, al igual que todos los demás constituyen la superclase Anthozoa, una de las cinco superclases del grupo de los cnidarios (phylum Cnidaria) y se estiman en dos tercios de todas las especies de coral. Su hábitat se encuentra en las partes más frías de los mares (hasta próximo a 0^₀ C), desde cerca de la superficie hasta el abismo de más de 3000 m de profundidad. Todo su ciclo vital ocurre en condiciones afóticas, presión atmosférica que puede superar 5 t/cm2 y en presencia de Zonas de Mínimo Oxígeno-ZMO- (Cañete y Haussermann, 2012Cañete, J. & Haussermann, V. (2012): La vida colonial bajo el sistema de la corriente de Humboldt: corales de aguas profundas en el monte submarino. Aquat. Res. 40 (2). 467-472.; Van Dover et al., 2014Van Dover, C., Aronson, J., Pendleton, L., Smith, S., Arnaud-Haond, S., Moreno-Mateos, D., et al. (2014): Ecological restoration in the deep sea: Desiderata. Marine Policy. 44. 98-106.). Al igual que sus pares tropicales, proporcionan hábitat a otras especies (esponjas, gusanos poliquetos, moluscos, crustáceos, estrellas, erizos de mar, briozoos, arañas de mar y peces, entre otras), en particular de sus fases larvarias, por lo que han sido denominados por algunos investigadores “puntos calientes de biodiversidad” (Lockhart y Jones, 2008Lockhart, S. & Jones, C. (2008): Biogeographic patterns of benthic invertebrate megafauna on shelf areas within the Southern Ocean Atlantic sector. CCAMLR Science. 15. 167-192.; Maier et al., 2012Maier, C., Watremez, P., Taviani, M., Weinbauer, G. & Gattuso, J. (2012): Calcification rates and the effect of ocean acidification on Mediterranean cold-water corals. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279 (1734). 1716-1723.). Pero a diferencia de estos no tienen algas verdes (zooxantelas) en el interior de sus células, que viven como simbiontes y les proveen de nutrientes a través de la fotosíntesis (70-95 %, el resto lo obtienen atrapando plancton), de la cual ellas también se alimentan, a la vez que están protegidas en el interior del coral.

La nutrición de los corales fríos depende de los alimentos que caen de la superficie del mar, generalmente presas vivas (zooplancton) o de partículas orgánicas de pequeño tamaño disueltas en el agua que los rodea. El hecho de capturar presas, a veces de tamaños considerables (2 cm o más), es una de las razones por la que estos organismos hayan desarrollado pólipos de gran tamaño en comparación con los de los corales de aguas cálidas (Covadonga et al., 2007Covadonga, O., Gori, A. & María Gili, J. (2007): Corales fríos. Investigación y Ciencia. 369. 32-33.; Anthony, 2021Anthony, L. (2021): Arrecifes de aguas frías: Un paraíso invernal escondido. https://reefbites.com/2021/02/11.). También existe la hipótesis de que estos corales pueden nutrirse de metano, etano y propano mediante la filtración de hidrocarburos ligeros. El proceso se denomina "teoría hidráulica" para los arrecifes de coral de aguas frías, al relacionarlo con la mecánica de los fluidos (Peckett, 2003Peckett, F. (2003): Lophelia pertusa. A cold water coral. Marine Life Information Network: Biology and Sensitivity Key Information Sub-programme. Plymouth: Marine Biological Association of the United Kingdom.http://www.marlin.ac.uk/speciesfullreview.php?speciesID=372). La misma se sustenta en la estrecha relación existente entre un número considerable de formaciones coralinas, alrededor del 60 %, con los cráteres en el lecho marino (pockmarks), que se forman por la expulsión de líquidos y gases, incluido el metano.

Según Somoza (2000)Somoza, L. (2000): El gas “helado inflamable”: el futuro de la investigación de los fondos marinos para la próxima década. En: Los gases hidratados: una revolución científica, económica y medio-ambiental. Instituto Tecnológico Geo-Minero de España (ITGE). http://www.bio.psu.edu/cold seeps/, su desarrollo en ese medio, que pudiera considerarse hostil, es posible gracias a su simbiosis con bacterias quimiosintéticas. Estos son grupos de bacterias que se adaptan a vivir en medios ricos en metano y otros componentes químicos, adoptando la quimiosíntesis, o sea, la transformación energética a través de sulfuro o carbono del metano, como principal fuente de energía y derivación. Entre los antecedentes que pudieran avalar esta suposición se encuentran los reportes del mencionado autor sobre la presencia de grandes colonias faunísticas alrededor de puntos de escape de gases por debajo de los 500 m de profundidad del mar, por ejemplo, en el golfo de México. El mismo, también afirma que la oxidación del metano que asciende a la superficie del fondo marino origina la formación de carbonatos, sulfuros y sulfatos, creando costras duras, donde pueden asentarse colonias arrecifales, como las que se localizan en Porcupine al sur de Irlanda, que viven a profundidades de 750 y 1000 m, asociados a emisiones de gas metano, a través de fisuras en el talud continental, confirmando así la existencia de otro de los procesos que facilita las condiciones de vida en zonas marinas afóticas.

Los corales fríos, además de las características de las aguas en que viven (frías y afóticas) y de alta presión atmosférica, presentan otros requerimientos ambientales y ecosistémicos específicos; así por ejemplo: 1) corrientes o flujos vigorosos de agua que les provea alimento, les permita dispersar sus gametos y remover los desechos de su superficie para mantenerla libre de sedimentos (Rogers, 2004Rogers, A. (2004). The Biology, Ecology and Vulnerability of Deep-Water Coral Reefs. British Antarctic Survey, Cambridge. https://www.iucn.org .) y 2) sustratos duros para adherirse (rocas, sus propios esqueletos o de grandes peces después de muertos y pecios); aunque hay reportes de Lophelia pertusa sobre sustratos blandos (Peckett, 2003Peckett, F. (2003): Lophelia pertusa. A cold water coral. Marine Life Information Network: Biology and Sensitivity Key Information Sub-programme. Plymouth: Marine Biological Association of the United Kingdom.http://www.marlin.ac.uk/speciesfullreview.php?speciesID=372), por ejemplo: en Darwin Mounds crecen sobre arena (una de las áreas de coral de aguas frías más investigada en Inglaterra). Aunque pudiera ocurrir que en realidad el sustrato original de asentamiento de los corales sea material litificado cubierto, con posterioridad a esto, por sedimentos, por lo que solo lo circundarían. Así ocurre en el Gran Banco de Buena Esperanza, golfo de Guacanayabo, Cuba, donde la base constituida por distintas generaciones de corales muertos de los actuales y vigorosos arrecifes coralinos de los géneros Cladocora, Porites y Acropora yace sobre arcillas litificadas hasta 50 m por debajo de los sedimentos friables (Ionin et al., 1977Ionin, A. S., Pavlidis, Y. A. & Avello, O. (1977): Geología de la plataforma marina insular de Cuba. Ed. Naúka. 277 p.; Avello y Pavlidis, 1986Avello, O. & Pavlidis, Y. A. (1986): Sedimentos de la plataforma cubana. II. Golfos de Ana María y Guacanayabo. Rep. Invest. No. 7. Inst. Geol. Paleont. ACC. 27 p.; Cabrera y Batista, 2009Cabrera, M. & Batista, R. (2009). Naturaleza geológica del territorio marino-costero de Cuba en el Cuaternario. CNDIG., Inst. Geol. Paleont. CD ROM. ISBN: 978-959-7117-17-9.) y no sobre estos como asumieron Zlatarsky y Martínez-Estalella (1982)Zlatarsky, V. & Martínez-Estalella, N. (1982): Les Scléractiniaires de Cuba. Ed. de l´Academie bulgare des Sciences. Sofía. 471 p., que los denominaron arrecifes gelatinosos sobre fondo fangoso.

Se conocen casi tantas especies de corales de aguas frías como de aguas templadas, pero solo unas pocas especies de los primeros desarrollan construcciones similares a los arrecifes tradicionales, y que en realidad no responden a la etimología de este término, que es náutica, por referirse a obstáculos para la navegación (originario del término noruego “rif”), en consecuencia, un arrecife se refería históricamente a los corales que representaban un peligro para la navegación, por lo que es discutible si es correcto o no el uso del término arrecife para estos ecosistemas, a pesar de estar muy extendido el término "arrecifes de coral de agua fría". Son más comunes los parches, bancos y arboledas o montes (formaciones dendriformes arborescentes), en montañas y otras elevaciones del fondo marino, que difieren estructural y funcionalmente de los arrecifes.

En su conjunto, estas formaciones se ajustan más al término “montículo”, ya que constituyen un gran esqueleto surgido por apilamiento de diferentes generaciones de corales a medida que se desarrollan y mueren, pudiendo contener o no corales vivos. Estas estructuras son fortalecidas por la presencia de gusanos poliquetos, como el Eunice norvegica, que se encargan de unir los fragmentos mediante secreción calcárea a modo de matriz o cemento. En tal sentido, la arquitectura de los corales fríos difiere de la de los corales tropicales. Son de lento crecimiento, con un estimado de solo los primeros milímetros al año, por lo que se consideran formadores de ecosistemas vulnerables (Roark et al., 2009Roark, E., Guilderson, T., Dunbar, R., Fallon, S. & Mucciarone, D. (2009): Extreme longevity in proteinaceous deep-sea corals. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (13). 5204-5208.). Esto es en comparación con los arrecifes tropicales, donde la velocidad de crecimiento es mayor, aunque variable, por ejemplo, en Cuba el arrecife, en general, raramente supera 0,5-2 m en 100 años, sin embargo, algunos géneros de corales, como el Acropora prolifera alcanzan hasta 2-4 cm por año, mientras que en las islas de Adaman (Océano Indico) se ha observado un crecimiento del arrecife de hasta 30 cm al año (Ionin et al., 1977Ionin, A. S., Pavlidis, Y. A. & Avello, O. (1977): Geología de la plataforma marina insular de Cuba. Ed. Naúka. 277 p.). Este mayor crecimiento se debe a la presencia de zooxantelas, esenciales para su crecimiento.

Las especies de corales Lophelia pertusa y Solenosmilia variabilis se encuentran entre las mejores estudiadas en aguas frías, por ser de las más abundantes y semi-cosmopolitas. La primera habita en todos los océanos y casi todas las latitudes, a excepción de los polos. Sus mayores formaciones aparecen en el hemisferio norte. Vive entre 39 y 3,600 m de profundidad, con mayor frecuencia entre los 200 y 400 m. La segunda se encuentra ampliamente distribuida en los océanos, el mar Rojo y hasta en zonas circumpolares. Sus mayores estructuras se encuentran en el hemisferio sur. Se desarrolla entre los 50 y más de 3000 m de profundidad. Se destaca por su color naranja brillante, fenómeno presente también en otros numerosos corales fríos y que aún está por estudiar. En condiciones tropicales la coloración, en general de los corales, se debe a la producción de proteínas fluorescentes para realizar la fotosíntesis en condiciones de casi oscuridad (zona mesofótica) o para bloquear el exceso de luz solar, ya que la radiación ultravioleta puede dañar las zooxantelas y, en consecuencia, hacerle perder gran parte de su sustento.

Distribución geográfica de los corales fríos

Los descubrimientos iniciales sobre los corales fríos llevaron a pensar que la mayoría de ellos se encontraban en el hemisferio norte, en los territorios marítimos circundantes a Noruega y el resto de Escandinavia, Canadá, Gran Bretaña e Irlanda, por ejemplo. Sin embargo, con el empleo de tecnologías submarinas avanzadas se ha descubierto que los mismos se encuentran mucho más difundidos, cada vez son más numerosas las localizaciones de estos ecosistemas en casi todos los mares y océanos del mundo: Atlántico, Pacífico, Índico y Mediterráneo y en lugares tan distantes entre sí como Brasil, Indonesia, Islas Galápagos, Angola o el golfo de México.

Según Somoza (2000)Somoza, L. (2000): El gas “helado inflamable”: el futuro de la investigación de los fondos marinos para la próxima década. En: Los gases hidratados: una revolución científica, económica y medio-ambiental. Instituto Tecnológico Geo-Minero de España (ITGE). http://www.bio.psu.edu/cold seeps/, Reyes (2019)Reyes, R. (2019): Presencia de corales de aguas frías (Cnidaria: Anthozoa e Hydrozoa) en aguas profundas (306 - 2250 m) de la región de Magallanes, Chile. Anales Instituto Patagonia (Chile), 47 (1)., Vela (2022)Vela, A. (2022): Descubierta una rica vida submarina bajo el hielo de la Antártida en la inmersión más al sur de la historia. National Geographic. https://www.nationalgeographic.com.es . y otras publicaciones, entre las localidades reportadas y quizás mejor documentadas se encuentran: 1) los arrecifes Fugloy, Hovland y Mortensen cerca del círculo polar ártico, al norte de Noruega; 2) banco Porcupine aproximadamente a 200 km al oeste de Irlanda; 3) arrecife frente a Mauritania, considerado por el Instituto Español de Oceanografía como el mayor del mundo, con 1700 m de ancho, 100 m de alto sobre el fondo y más de 400 km de longitud; 5) montes profundos, sumergidos entre 200 y 400 m, entre Alicante y Valencia, España; 6) en la plataforma y taludes insular y continental de la región de Magallanes, en la Patagonia chilena, entre las latitudes 52°43’ S y 75°46’ W (isla Desolación) y 57°05’ S (paso Drake) y las longitudes 65°48’ W (bahía Nassau) y 7) a 65° de latitud sur, bajo los hielos de la Antártida.

Edad de los corales fríos

Basado en la altura de los arrecifes actuales y, asumiendo velocidad milimétrica de crecimiento de algunas especies de corales se han estimado edades en unos 10 ka y hasta 2 Ma. Pero esta fundamentación es aún bastante especulativa debido a los insuficientes estudios existentes de ambos parámetros. Respecto a los restos fósiles será necesario comenzar a desentrañar las condiciones ambientales de acumulación de los depósitos, en los que estos se encuentren, para determinar si corresponden a corales fríos o tropicales. Es probable que ambos grupos posean antigüedades similares; así parece confirmarlo el hallazgo por paleontólogos españoles y franceses de dos nuevas especies de corales, bautizadas como Petridictyum casanovai y Procteria gavaensis, pertenecientes al período Devónico, hace unos 405 Ma. Vivieron en zonas marinas frías, profundas, poco oxigenada y de fondo lodoso, del norte del gran continente desaparecido Gondwana, que hoy corresponde a Cataluña, España (periódico EL MUNDO, 21/01/2008).

Corales fríos en la zona económica exclusiva de Cuba en el golfo de México

Las aguas del golfo de México junto al mar Caribe albergan uno de los ecosistemas más espectaculares y con mayor diversidad biológica de la Tierra, entre ellos el de los corales fríos, comprendidos en las zonas coralinas, que van desde la frontera México-Estados Unidos hasta los cayos de la Florida, incluyendo un conjunto de cañones marinos profundos. También existen reportes en el golfo de México en general, como el de Somoza (2000)Somoza, L. (2000): El gas “helado inflamable”: el futuro de la investigación de los fondos marinos para la próxima década. En: Los gases hidratados: una revolución científica, económica y medio-ambiental. Instituto Tecnológico Geo-Minero de España (ITGE). http://www.bio.psu.edu/cold seeps/. En el territorio correspondiente a la zona económica exclusiva de Cuba fueron descubiertos durante una campaña en el año 2002 para el estudio de una línea base ambiental, con el objetivo de ubicar pozos de exploración de hidrocarburos.

Su hallazgo fue fortuito, se produjo cuando era arrastrada una cámara fotográfica a través del fondo marino por medio de cables, desde el buque oceanográfico “Justo Sierra” perteneciente a la Universidad Nacional de México (UNAM). La misma impactó un cuerpo rocoso cubierto de fauna, dentro de la que se encontraban corales fríos, depositándose fragmentos del mismo en la malla protectora del equipo, que afortunadamente fueron transportados hasta la superficie. En la Tabla 1 aparecen las coordenadas del itinerario seguido por la cámara, en el cual fueron revelados por perfilaje de sísmica somera montículos (Figura 1), a uno de los cuales deben corresponder las muestras.

En los fragmentos de roca recuperados de unos 20-30 cm de tamaño y 5-6 kg de peso se pudieron observar los siguientes rasgos: 1) la constitución original de la roca es calcárea, con aspecto granuloso, similar a calcarenitas; 2) se fractura de forma angulosa y muy fácil cuando está hidratada, pero al perder el agua se endurece; 3) se observa una zonación de colores, presentando en la superficie negruzca hasta una profundidad de los primeros milímetros y luego le continua una especie de aureola amarillento-ferrosa de espesor variable y, finalmente pasa a amarillento-crema; 4) la superficie negruzca presenta un micro relieve esquelético, semejante a una escoria volcánica, compuesto por oquedades de disolución y sustitución del material calcáreo; 5) hay un aroma probablemente metanogénico y 6) sobre la superficie del material rocoso se localizó una comunidad bentónica incrustante y de forma libre adherida, como tubos de gusanos serpúlidos, esponjas pequeñas de tipo silicoso y corales hermatípicos robustos de diámetro máximo de 2,5 cm; así como una colonia bien desarrollada de hidrozoos y fauna críptica (camuflada), con pólipos de coloración rosada y blanco-crema y una ramificación bifurcada, ocupando un 80-90 % del área de la superficie. Otros organismos recuperados fueron restos de ofiuroideos de color escarlata, con un disco de un diámetro aproximado de 1 cm. Los corales muestran una estructura consolidada y sin fosilizar de aragonito, que sirve de soporte para el asentamiento de organismos incrustantes, como los briozoarios. Estos aspectos se ilustran en las Figuras 2, 3, 4 y 5.

La presencia de la mencionada superficie negruzca con aspecto de carsificación, de la aureola que la circunda y la presencia de fauna, constituidas en un arrecife, pudiera ser el resultado de emanaciones de gases, específicamente de metano, a partir de los hidratos de gases (hielo con variados tipos de gases encerrados en su estructura molecular, con predominio del metano y exceptuando el helio, el hidrógeno y el neón). Se producen en condiciones de presión alta, de temperatura baja y en presencia de gas. Son fácilmente identificables en perfiles de reflexión sísmica, por presentar un reflector paralelo al fondo marino y discordante con los reflectores generados por los contactos litológicos (Shipley, 1979Shipley, T. H., Houston, M. H., Buffler, R. T., Shaub, F. J., Mcmillen, K. J., Laod, J. W. & Worzel, J. L. (1979): Seismic Evidence for Widespread Possible Gas Hydrate Horizons on Continental Slopes and Rises. A.A.P.G. Bull. 63. 2204-2213.). Sin embargo, en el caso en cuestión no se manifiesta, lo que pudiera estar relacionado con que las emanaciones fuesen muy locales o que se encuentren en un período donde el ciclo de actividad sea mínimo. La periodicidad de este proceso parece confirmarse por la abundancia de fauna muerta en la superficie rocosa, lo cual pudiera ser el resultado de un período de receso del mismo y, por tanto, de carencia de nutrientes para los componentes del arrecife.

Importancia de las formaciones coralinas de aguas frías

Por su asociación con una gran riqueza faunística, su diversidad, abundancia y el buen estado de conservación de sus restos al morir, son de gran importancia para las investigaciones biológicas, geológicas y otras ciencias relacionadas. Entre las especies que aquí reciben cobija se encuentran las comerciales, como peces y crustáceos, que hoy día adquieren mayor importancia, ya que la pesquería tradicional cada vez se hace más onerosa.

Otro aspecto importante en el conocimiento de las formaciones coralinas de aguas frías es su estrecha relación, en muchos casos, con emanaciones de gases en el fondo marino, siendo un indicio para la prospección bajo su lecho en distintas partes del planeta de hidratos de gases (hielo con gas encerrado en su estructura molecular en condiciones de alta presión y baja temperatura ), en los que se calcula que, incluyendo las zonas con permafrost en tierra, se encuentre el mayor volumen de gas metano in situ de los estimados generales, que según diferentes autores fluctúan entre 2,1 x 10¹⁶ m³ y 4 x 10¹⁶ m³. De ser válidas estas estimaciones la cantidad de metano contenida en los hidratos de gas sería casi dos veces mayor que el total de metano comercial mundial, evaluado en 2.5 x 10¹⁴ m³ y del carbono equivalente a todos los depósitos conocidos de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) (González Pacheco, 2002González Pacheco, E. (2002): Hidratos de gas (Primera Parte). Revista de Marina. 2. 168-177.).

Vulnerabilidad de las formaciones coralinas de aguas frías

Desafortunadamente, la pesca conspira contra la conservación de las formaciones coralinas, por su vulnerabilidad ante a las perturbaciones causadas por las artes de pesca, como palangres de fondo, redes de arrastre de fondo y trampas. El impacto negativo ya es notable en arrecifes del océano Atlántico. También son vulnerables ante la exploración y extracción de minerales e hidrocarburos, el tendido submarino de cables, el vertido de desechos y otras acciones que puedan alterar la estabilidad ecosistémica del fondo marino. Se estima que una vez dañados los corales y las comunidades que ellos sustentan pueden tardar siglos en recuperarse, si es que lo logran (Reyes, 2019Reyes, R. (2019): Presencia de corales de aguas frías (Cnidaria: Anthozoa e Hydrozoa) en aguas profundas (306 - 2250 m) de la región de Magallanes, Chile. Anales Instituto Patagonia (Chile), 47 (1).). Algunos países como Noruega, Irlanda, Reino Unido y Estados Unidos ya han dispuesto medidas de protección para algunos de sus arrecifes de corales fríos, como en Darwin Mounds, al noroeste de las costas de Escocia.

En algunas investigaciones se afirma que la acidificación de los océanos afecta negativamente la capacidad de los corales fríos para crecer y mantener sus estructuras, principalmente por la circulación termohalina, razón por la cual grandes arrecifes en todos los océanos han sido estudiados y protegidos por gobiernos y convenciones internacionales (Dobrzynski et al., 2002Dobrzynski, T., Gray, C. & Hirshfield, M. (2002): Oceans at Risk: Wasted Catch and the Destruction of Ocean Life. Washington, DC. OCEANA Report.; WWF, 2004World Wild Fund for Nature (WWF) (2004): Cold-water corals: fragile havens in the deep. ©WWF-Canon/Erling SVENSEN. https://wwfint.awsassets.panda.org/downloads/cwcbrochure.pdf ; Roberts y Hirshfield, 2004Roberts, S. & Hirschfield, M. (2004). Deep-sea corals. out of sight, but no longer out of mind. Frontiers in Ecology and the Environment. 2(3). 123-130.; Bostock et al., 2004Bostock, T., Greenhalgh, P. & Kleih, U. (2004): Policy Research - Implications of Liberalization of Fish Trade for Developing Countries. Chatham, UK. Natural Resources Institute. Rome, FAO.). Noruega, Irlanda, Reino Unido y los Estados Unidos de Norteamérica han incluido sus corales de agua fría en zonas protegidas y áreas especiales de conservación. En el Reino Unido están protegidos por la United Kingdom Biodiversity Action Plan, que fue la respuesta del gobierno de esa nación al Convenio sobre la Diversidad Biológica celebrado en la Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro, en 1992. El estado español ha propuesto la inclusión del Cañón de Avilés en la Red Natura 2000, como Lugar de Interés Comunitario, protegiendo este enclave marino donde se encuentra, entre otras especies de interés ecológico, un importante arrecife de Lophelia pertusa.