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¿Cuántas algas gigantes hay por metro cuadrado?

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En un lecho de algas gigantes de alta densidad (Macrocystis pyrifera), ¿cuántos "nudos de sujeción" o raíces habría por metro cuadrado de fondo marino en promedio?


La densidad de Macrocystis pyrifera es bastante variable. Según Dayton et al. 1984 frente a la costa del sur de California puede variar desde menos de 0,1 a 1,0 $ individuos / m ^ 2 $. La variación depende de la ubicación, donde hay diferentes niveles de exposición a olas de alta energía, afloramientos que contienen nutrientes y depredación por erizos de mar.

Dayton, P. K., Currie, V., Gerrodette, T., Keller, B. D., Rosenthal, R. y Tresca, D. V. (1984). Dinámica de parches y estabilidad de algunas comunidades de algas marinas de California. Monografías ecológicas, 54 (3), 253-289. https://doi.org/10.2307/1942498


Un sacrificio para salvar las algas

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El recuento de palabras

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Texto del cuerpo del artículo

Terry Herzik ha estado buceando en busca de erizos de mar rojo en el sur de California durante más de 40 años. Mantiene a su familia vendiendo las gónadas de los invertebrados espinosos como el manjar del sushi. uni. Sin embargo, durante el siglo pasado, los ecosistemas de algas gigantes del sur de California, el territorio del erizo rojo, han sido atacados. Estimulada por la degradación ambiental inducida por el hombre, una población en auge de erizos púrpuras voraces que comen algas ha ayudado a convertir estos bosques que alguna vez fueron exuberantes en tierras baldías yermas. En un hábitat tan reducido, el número de erizos rojos (y sus gónadas) se ha reducido.

Entonces, hace tres años, Herzik se unió a un ambicioso proyecto encabezado por la organización sin fines de lucro The Bay Foundation para restaurar los bosques de algas marinas del sur de California, y desde entonces ha estado matando erizos morados en masa.

“Bajamos con martillos de geología y los aplastamos”, dice Herzik. Su enfoque no es particularmente de alta tecnología, pero funciona.

Hasta la fecha, Herzik y los demás participantes del proyecto (incluidos biólogos, pescadores y voluntarios de la comunidad) han matado a 3,3 millones de erizos morados, limpiando 142.000 metros cuadrados de fondo marino de los animales. Como resultado, las algas se han recuperado.

Iniciado en 2013, el proyecto de restauración de algas marinas de The Bay Foundation es el más grande de su tipo. El director ejecutivo y biólogo marino Tom Ford dice que el objetivo del proyecto es restaurar más de 600.000 metros cuadrados de lecho marino frente a la península de Palos Verde en California (justo al sur de Los Ángeles), reduciendo la concentración de erizos morados de hasta 70 erizos por metro cuadrado. a solo dos. Después de dos años, Ford dice que las mediciones de seguimiento de las poblaciones de varias especies marinas que dependen del ecosistema de algas marinas demuestran que sus esfuerzos están funcionando.

Herzik está de acuerdo en que la eliminación del erizo púrpura ha tenido un efecto dramático. “Ni siquiera podemos reconocer las áreas en las que comenzamos hace un par de años”, dice. “Es un bosque de algas maduro completamente vital. Está lleno de vida, y antes, los baldíos eran como paisajes lunares ".

El quelpo crece donde el agua fría, poco profunda y rica en nutrientes cubre un fondo marino rocoso. Las algas de color marrón amarillento crecen regularmente hasta 35 metros de altura y proporcionan alimento y refugio a más de 800 especies. Pero al igual que en el sur de California, muchos de los bosques de algas marinas del mundo se están reduciendo.

Durante el siglo pasado, innumerables causas, incluida la contaminación del agua, la disminución de los depredadores de erizos causada por la caza excesiva y el cambio climático, han provocado que el dosel de algas marinas en la península de Palos Verde se reduzca en un 75 por ciento. El proyecto de restauración de algas marinas todavía está en sus inicios en términos de recuperar esa área, pero los informes iniciales son prometedores. Los investigadores encontraron que las algas en dos áreas de restauración son de 100 a 1,000 veces más densas que antes.

La rápida recuperación de las algas, dice Ford, está impulsada por la asombrosa capacidad de las algas para reproducirse y crecer. Las algas jóvenes, "sólo una célula, están ahí fuera por billones después de una buena temporada reproductiva, por lo que el reemplazo de los adultos por la próxima generación es rápido y completo", dice. Las algas gigantes crecen increíblemente rápido, hasta medio metro por día. Y con la recuperación de las algas marinas, los investigadores han visto el regreso de especies indicadoras, como las algas, que viven bajo el dosel de las algas marinas, y peces como la lubina de las algas marinas.

Ford dice que estas primeras observaciones son tan positivas que ha estado respondiendo consultas de científicos, conservacionistas, administradores de recursos y pescadores de lugares tan lejanos como Japón, Noruega, Nueva Zelanda, Australia y Canadá, que buscan reproducir sus resultados.

Sin embargo, la restauración no es tan simple como matar a millones de erizos de mar púrpura. Detrás de escena, las negociaciones políticas y los esfuerzos para involucrar a la comunidad pesquera han sido facetas importantes del proyecto.

Asociarse con pescadores de erizos fue una especie de golpe. Históricamente, los pescadores han sido cabilderos duros y eficaces para preservar a los erizos, incluso a expensas de los bosques de algas. Un ejemplo: en la década de 1980, los pescadores de erizos alentaron al Congreso de los Estados Unidos a crear una "zona de exclusión de nutrias" en el sur de California para reducir el número de víctimas de este depredador en las poblaciones de erizos, a pesar de que las nutrias son una especie protegida. (La política fue anulada en 2012 por el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. Porque muchas nutrias murieron durante la deportación).

Ford utilizó dos estrategias para conseguir que los pescadores de erizos se unieran. Primero, les pagó. Además de eso, él y el equipo de The Bay Foundation llevaron a cabo un estudio que mostró que los erizos rojos tienen gónadas más grandes (hasta un 484 por ciento más grandes) en los bosques de algas que en los baldíos, lo que significa que la restauración de algas mejoraría la cosecha de los pescadores.

Como muchos pescadores, Herzik dice que inicialmente se mostró cauteloso al trabajar con científicos. Pero ahora, está inspirado por el trabajo. “Después de tener la suerte de criar una familia con la abundancia del océano, aquí tenía la oportunidad de retribuir”, dice.

Corrección: una versión anterior de este artículo decía que, en la década de 1980, las nutrias marinas eran una especie protegida en peligro de extinción. Las nutrias marinas no adquirieron el estatus de “en peligro” según la UICN hasta el año 2000.


Secuestro de gases de efecto invernadero

A medida que la concentración de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, aumenta a un ritmo sin precedentes, las personas se centran en reducir la cantidad de dióxido de carbono que ponemos en el aire. Si bien la forma más eficaz de hacerlo es reduciendo las emisiones de carbono, los expertos piensan cada vez más que esto no será suficiente. Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el principal organismo internacional sobre cambio climático, debemos eliminar o secuestrar activamente el dióxido de carbono de la atmósfera para lograr emisiones de carbono negativas y prevenir una catástrofe climática. Para 2050, deberíamos planear tener cero emisiones netas, lo que significa que todas las emisiones de carbono deben equilibrarse mediante la eliminación de carbono.

Una forma de secuestrar dióxido de carbono es mediante la biología. Cuando las plantas, como los árboles, realizan la fotosíntesis y crecen, el carbono en forma de dióxido de carbono se elimina de la atmósfera y se convierte en biomasa, como una rama o una hoja de un árbol en crecimiento. Si bien los árboles almacenan carbono, este almacenamiento es vulnerable ya que la deforestación o la degradación forestal liberan este carbono a la atmósfera, deshaciendo los beneficios. Al pensar en el secuestro de carbono, debemos centrarnos en soluciones permanentes.

Los ecosistemas costeros secuestran cantidades sorprendentemente grandes de carbono y pueden secuestrar hasta 20 veces más carbono por acre que los bosques terrestres. Las plantas marinas que contribuyen a este secuestro de carbono, como los manglares y los pastos marinos, viven en suelos ricos. Cuando estas plantas mueren, algunas de las hojas, ramas, raíces y tallos quedan enterrados bajo el agua en el suelo y, debido a las bajas concentraciones de oxígeno bajo el agua, el material vegetal puede permanecer enterrado durante décadas o más antes de descomponerse y liberar dióxido de carbono. Desafortunadamente, debido a que el carbono se almacena cerca de la costa, puede ser fácilmente perturbado por la escorrentía, la actividad humana o las tormentas y liberado a la atmósfera antes de lo que podría haberlo hecho.


¿Cuántas algas gigantes hay por metro cuadrado? - biología

Si alguna vez ha caminado a lo largo de la costa de California, es probable que haya tenido que navegar alrededor de grupos de algas marinas. Comprenda esto: antes de que las olas lo arrojaran y lo dejaran secar en la playa, ese aparente chorro era parte de un majestuoso bosque submarino cerca de la costa.

Las fuertes olas, a menudo alimentadas por tormentas invernales, pueden eliminar grandes parches de algas marinas y depositarlas en las playas de California. (Foto cortesía de Chad King / NOAA MBNMS)

Los bosques de algas gigantes se encuentran entre los hábitats más productivos de la Tierra y los rsquos, y su gran diversidad de especies de plantas y animales sustenta muchas pesquerías en todo el mundo. Las algas, o Macrocystis, que componen estos bosques submarinos son realmente gigantes. Son las plantas marinas más grandes del mundo y crecen regularmente hasta 35 metros (115 pies) de altura; el alga gigante más grande que se haya registrado alcanzó los 65 metros (215 pies) de altura. Los buzos han comparado nadar a través de bosques maduros de algas marinas con caminar a través de bosques de secuoyas.

A diferencia de las secuoyas, las algas gigantes son efímeras. Viven durante siete años como máximo y, a menudo, desaparecen antes debido a las tormentas invernales o al pastoreo excesivo de otras especies. Como saben los pescadores, los bosques de algas gigantes pueden aparecer y desaparecer de una temporada a otra, de un año a otro. Pero, ¿existe una tendencia o ciclo a largo plazo en el trabajo?

Hace unos años, Jarrett Byrnes se encontraba en un pequeño dilema por estos bosques que desaparecían. Como parte de su investigación postdoctoral en la Universidad de California y Santa Barbara (UCSB), estaba estudiando algas gigantes en cuatro sitios financiados por la Fundación Nacional de Ciencias frente a la costa. Desde 2000, los biólogos han estado utilizando este sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) para hacer en el lugar medidas de algas gigantes. Pero Byrnes y sus colegas descubrieron que a menudo no podían realizar mediciones en invierno porque el mar embravecido hacía inseguro el buceo.

Las algas son las secuoyas del mar. Las plantas marinas más grandes del mundo crecen regularmente hasta 35 metros (115 pies) de altura. (Fotografía y copia de Phillip Colla / Oceanlight.com)

& ldquoLas tormentas quitan una parte del dosel en el invierno. A veces, incluso eliminan bosques enteros si las tormentas son lo suficientemente grandes ”, explicó Byrnes. & ldquoPero llegar a esos sitios con regularidad en el invierno se vuelve muy difícil. & rdquo La mayor parte del buceo tuvo que esperar hasta el verano, y para entonces las algas se habían recuperado o cambiado en gran medida, lo que dificulta medir cuánto daño habían causado las tormentas.

Para complicar las cosas, los bosques de algas marinas tienen una estacionalidad diferente dependiendo de dónde se encuentren. Por ejemplo, los bosques a lo largo de la costa central de California alcanzan su tamaño máximo en el otoño en el sur de California, a menudo alcanzan su punto máximo en el invierno y la primavera. ¿Cómo se podrían monitorear estos hábitats dinámicos con mayor frecuencia sin poner en riesgo a los buceadores?

Kyle Cavanaugh, entonces estudiante de posgrado de UCSB, tuvo una idea. "Estos bosques cambian tan rápidamente y en una variedad de escalas de tiempo diferentes, desde meses hasta años o décadas", por lo que necesitábamos un registro largo con observaciones consistentes y repetidas ", dijo Cavanaugh. Ideó un método para utilizar los datos del satélite Landsat para monitorear los bosques de algas.

Algunas cosas hicieron de Landsat un recurso obvio. Desde la década de 1970, los satélites han tenido un programa de recolección regular (dos veces al mes). Sus datos e imágenes son administrados por el Servicio Geológico de EE. UU. Y se almacenan de manera confiable en un archivo que data de hace más de cuarenta años. Y las imágenes de Landsat & rsquos están calibradas o estandarizadas en diferentes generaciones de satélites, lo que permite comparar los datos recopilados a lo largo de varias décadas.

Landsat 8 puede detectar longitudes de onda de luz en el infrarrojo cercano que facilitan la detección de bosques de algas marinas. (Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA de Mike Taylor, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de EE. UU.)

Landsat mide la energía reflejada y emitida desde la Tierra en muchas longitudes de onda diferentes. Al saber cómo las características de la Tierra reflejan o absorben energía en ciertas longitudes de onda, los científicos pueden mapear y medir los cambios en la superficie. La característica más importante para los investigadores de las algas marinas es la banda de infrarrojo cercano de Landsat & rsquos, que mide longitudes de onda de luz que están justo fuera de nuestro rango visual. La vegetación sana refleja fuertemente la energía del infrarrojo cercano, por lo que esta banda se usa a menudo en estudios de plantas. Además, el agua absorbe mucha energía del infrarrojo cercano y refleja poca, lo que hace que la banda sea particularmente buena para mapear los límites entre la tierra y el agua.

"El infrarrojo cercano es clave para identificar las algas marinas del agua circundante", explicó Cavanaugh. & ldquoAl igual que otros tipos de vegetación de fotosíntesis, las algas gigantes tienen una alta reflectancia en el infrarrojo cercano. Esto hace que el dosel de algas marinas realmente se destaque del agua circundante. & Rdquo

Para Byrnes, el enfoque fue un gran avance: & ldquoEsto significaba que podíamos ver los bosques que estaba analizando justo después de que las tormentas los azotaran & rdquo.

Creciendo rápido y manteniéndose rápido

Las algas gigantes crecen rápidamente y prosperan en aguas frías y densas en nutrientes, particularmente donde hay un fondo marino rocoso y poco profundo (de 5 a 30 metros o de 15 a 100 pies). Se adhieren al lecho marino con pequeñas estructuras parecidas a raíces (haptera) también llamadas, apropiadamente, un anclaje. El agarre sostiene un estipe o tallo y hojas en forma de hojas que flotan gracias a bolsas llenas de aire (neumatocistos). Las frondas crean densas copas flotantes en la superficie del agua, sin embargo, estas enormes plantas dependen de sujetadores de apenas 60 centímetros (24 pulgadas) de ancho para mantenerlas enraizadas y vivas.

Con el equilibrio adecuado de condiciones, las algas gigantes pueden crecer hasta 50 centímetros (1,6 pies) por día, y este crecimiento robusto hace posible que las frondas de las algas se cosechen comercialmente. Las algas gigantes se han extraído de las aguas de California desde principios de la década de 1900 y han aparecido durante mucho tiempo en productos como helados y pasta de dientes. En el pico de la industria y los rsquos, los grandes barcos que utilizan maquinaria similar a una cortadora de césped podrían cosechar más de 200.000 toneladas húmedas al año.

Las hojas de algas marinas crean densas marquesinas flotantes cerca de la superficie del agua. Las algas se han recolectado durante un siglo para productos comerciales y también representan un problema para las hélices de los barcos. (Foto cortesía de Chad King / NOAA MBNMS)

"El satélite definitivamente pudo ver los efectos de la recolección, pero la recuperación de las algas marinas fue muy rápida", dijo Tom Bell, investigador de UCSB y colaborador de Byrnes y Cavanaugh.

Hoy en día, solo se cosechan unos pocos miles de toneladas de algas gigantes cada año, algunas a mano y otras con cosechadoras mecánicas. Las algas se pueden recortar a no menos de 4 pies por debajo de la superficie del agua, y esta cosecha sostenible es el equivalente a que los humanos se corten el pelo. Los estudios han demostrado que los efectos negativos son insignificantes, aunque algunas poblaciones de peces se ven temporalmente desplazadas.

Las algas gigantes prosperan en aguas frías y densas en nutrientes, particularmente donde hay un fondo marino rocoso y poco profundo. La costa de California ofrece un hábitat ideal. (Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA de Mike Taylor, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de EE. UU.)

Durante años, los científicos debatieron si era la disponibilidad de nutrientes o los herbívoros (no los recolectores humanos, sino los erizos de mar) los que tenían la mayor influencia sobre la salud, el tamaño y la longevidad del bosque de algas. Después de usar Landsat para observar las tendencias a largo plazo y comparar esas tendencias con las diferencias conocidas entre las aguas del centro y el sur de California, Cavanaugh y el líder de LTER, Daniel Reed, descubrieron que una tercera fuerza, la perturbación de la onda mdash, era el creador de la dinámica de las algas marinas. Las fuertes olas generadas por las tormentas arrancan las algas de sus ataduras y pueden devastar los bosques mucho más que cualquier herbívoro.

La investigación de algas marinas se ramifica

Cuando las algas gigantes reunieron por primera vez a Byrnes y Cavanaugh en UCSB, su trabajo se centró principalmente en California. Los datos que recopilaron de los sitios de estudio LTER frente a Santa Bárbara se convirtieron en un recurso tremendo para los investigadores de algas. Pero ese trabajo cubrió cuatro ubicaciones discretas para una especie que se encuentra en todo el mundo.

Las algas gigantes pueden crecer en cualquier lugar donde haya aguas frías, poco profundas y ricas en nutrientes y un fondo marino rocoso. Las condiciones para el crecimiento de algas marinas han sido históricamente ideales a lo largo de la costa oeste de América del Norte, así como en Chile, Perú, las Islas Malvinas, Sudáfrica y alrededor de Australia, Nueva Zelanda y las islas subantárticas.

Sin embargo, cada vez más a menudo en estos días, las condiciones son menos ideales. El cambio climático ha traído una trifecta de flagelos de las algas marinas: aguas más cálidas con menos nutrientes, nuevas especies invasoras y tormentas severas.

Con el equilibrio adecuado de condiciones, las algas gigantes pueden crecer hasta 50 centímetros (1,6 pies) por día. (Fotografía y copia de Phillip Colla / Oceanlight.com)

Después de una reunión reciente sobre los bosques de algas marinas y el cambio climático, Byrnes, Cavanaugh y otros colegas se propusieron consolidar todos los datos disponibles sobre bosques de algas marinas de todo el mundo. Querían dar un paso hacia la comprensión de cómo el cambio climático está afectando a las algas marinas a nivel mundial, pero rápidamente descubrieron que tenían un escaso mosaico de información.

A Byrnes le asaltó un pensamiento. Habían utilizado Landsat para ampliar sus estudios a lo largo del tiempo, así que ¿por qué no utilizar Landsat para ampliar sus estudios en todo el mundo? ¿Se podría utilizar Landsat para establecer tendencias globales en la extensión del bosque de algas? La respuesta fue sí, pero el problema fueron los globos oculares.

A diferencia de la investigación sobre vegetación terrestre y mdash, que utiliza datos Landsat y potentes matrices de procesamiento informático para realizar cálculos en todo el mundo, distinguir los bosques de algas marinas requiere una interpretación manual. Mientras que los bosques de algas marinas aparecen al ojo humano en imágenes del infrarrojo cercano, las computadoras que miran los datos numéricamente pueden confundir los parches de algas con la vegetación terrestre. Los programas y la lógica codificada que separan la vegetación acuática de la vegetación terrestre pueden confundirse con cosas como las nubes, el sol y la espuma del mar.

Las imágenes en color natural (arriba) y en el infrarrojo cercano (abajo) de Landsat 8 muestran las aguas ricas en algas alrededor de California y las islas del Canal de rsquos. Las nubes, el sol y la espuma del mar dificultan que los programas de computadora detecten la ubicación de los bosques. Hasta ahora, los ojos humanos funcionan mejor. (Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Mike Taylor y Jesse Allen, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de EE. UU.)

"He pasado muchos, muchos años mirando imágenes de satélite tratando de encontrar nuevas formas de extraer la señal de las algas marinas de esas imágenes, y es mucho tiempo y trabajo", dijo Cavanaugh, ahora con sede en la Universidad de California en Los Ángeles. & ldquoPero los métodos de clasificación automatizados simplemente no producen niveles aceptables de precisión todavía. & rdquo

Byrnes, que ahora trabaja en la Universidad de Massachusetts y ndashBoston, se dio cuenta de que la mejor manera de estudiar los cambios globales de las algas marinas era recurrir a los científicos ciudadanos. Byrnes y Cavanaugh formaron un equipo científico y se unieron a Zooniverse, un grupo que conecta a científicos profesionales con científicos ciudadanos para ayudar a analizar grandes cantidades de datos. El resultado fue el proyecto Bosques Flotantes.

Obtener ayuda de unos miles de amigos

El concepto de Floating Forest se trata de obtener más ojos en las imágenes de Landsat. Ciudadanos científicos y mdashreclutados a través de Internet y mdashare instruidos sobre cómo cazar algas gigantes en imágenes de satélite. Luego se les dan imágenes Landsat y se les pide que describan los parches de algas gigantes que encuentren. Sus hallazgos se cotejan con los de otros científicos ciudadanos y luego se pasan al equipo científico para su verificación. El tamaño y la ubicación de estos bosques se catalogan y se utilizan para estudiar las tendencias mundiales de las algas marinas.

Además de examinar la costa de California, que Byrnes y Cavanaugh conocen bien, el proyecto Bosques Flotantes también se ha centrado en las aguas alrededor de Tasmania. Tom Bell y sus colaboradores en Australia y Nueva Zelanda han notado una disminución dramática en los bosques de algas gigantes allí durante las últimas décadas. El declive ha sido tan rápido y extenso que las algas gigantes solo se encuentran ahora en parches aislados.

Frente a la costa este de Tasmania, el 95 por ciento de las algas marinas ha desaparecido desde la década de 1940. Las imágenes Landsat en falso color de septiembre de 1999 (arriba) y septiembre de 2014 (abajo) proporcionan evidencia de una perturbación reciente en el bosque de algas. (Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA de Mike Taylor, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de EE. UU.)

Frente a la costa este de Tasmania y rsquos, el 95 por ciento de las algas marinas ha desaparecido desde la década de 1940. La pérdida ha sido tan severa que el gobierno australiano incluyó a los bosques de algas gigantes de Tasmania y rsquos como una "comunidad ecológica en peligro de extinción", la primera vez que el país ha brindado protección a toda una comunidad ecológica. La pérdida es tan impresionante porque este fue un lugar donde los bosques de algas marinas alguna vez fueron tan densos que merecen ser mencionados en las cartas náuticas.

Las aguas frías y subárticas alguna vez bañaron la costa este de Tasmania y rsquos, pero las aguas más cálidas (hasta 2.5ºC (4.3ºF) más cálidas) han traído muchas especies invasoras que se deleitan con las algas gigantes. Para agravar el asunto, la sobrepesca de langostas de roca ha eliminado a un depredador clave de los erizos de mar de espinas largas (que comen algas). El nuevo estado protegido del ecosistema y los rsquos podría ayudar a frenar la sobrepesca y restaurar las langostas, lo que ayudaría a disminuir la amenaza de los erizos de mar.

Esta carta del Servicio Hidrográfico de EE. UU. De 1925 muestra la bahía de Prosser, Tasmania, y la distribución de las algas gigantes. (Fuente: Edyvane et al, 2003)

El uso de Landsat para monitorear los bosques de algas marinas y establecer tendencias puede arrojar más luz sobre lo que está sucediendo fuera de Tasmania. "Creemos que los datos de los bosques flotantes nos permitirán comprender mejor las causas de estos descensos", dijo Cavanaugh.

En noviembre de 2014, más de 2.700 científicos ciudadanos se habían unido a Byrnes y Cavanaugh para buscar algas en 260.000 imágenes Landsat. Todos combinados, los científicos ciudadanos ahora han hecho más de un millón de clasificaciones de algas marinas. La respuesta superó las expectativas y el proyecto se expandió más rápido de lo planeado originalmente.

Ya se ha hecho un descubrimiento. Un científico ciudadano encontró una gran parcela de algas gigantes en el Cortez Bank, un monte submarino a unos 160 kilómetros (100 millas) de la costa de San Diego. Si bien las algas gigantes en esta isla sumergida y mdash que se encuentra a unos pies de la superficie en algunos puntos y mdash habían sido documentadas por buzos y pescadores en el pasado, se desconocía la extensión completa de los lechos de algas marinas.

Un científico ciudadano encontró evidencia satelital de un bosque de algas marinas periférico que antes solo era conocido por buzos y pescadores locales. (Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA de Mike Taylor, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de EE. UU.)

"Los primeros meses de Bosques Flotantes han sido un gran éxito, y tenemos la esperanza de que pronto podremos expandir el proyecto a otras regiones", dijo Cavanaugh. & ldquoNuestro objetivo final es cubrir todas las costas del mundo que albergan bosques de algas gigantes. & rdquo

Para saber cómo participar en el proyecto Bosques Flotantes, visite su página web.


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& quotSé un jefe - Ayuda al albatros & quot

Homenajeado al Héroe de la Tierra de Kelp PBC 2019

Cada año, elegimos un animal o una criatura para ser el homenajeado del año. Hemos estado educando a nuestra comunidad sobre las estrellas de mar, delfines, tiburones, tortugas, etc., durante los últimos años. Estamos felices de haber seleccionado las algas marinas para 2019 porque está profundamente vinculado a las nutrias marinas y a la salud de nuestros océanos. A continuación encontrará información común sobre estas increíbles algas.

Un bosque submarino

Los kelps son algas marinas de gran tamaño que forman el orden Laminariales. Hay alrededor de 30 géneros diferentes.

Las algas crecen en & # 8220 bosques submarinos & # 8221 (bosques de algas) en océanos poco profundos, y se cree que apareció en el Mioceno, hace 23 a 5 millones de años. Los organismos requieren agua rica en nutrientes con temperaturas entre 43 y 57 ° F. Son conocidos por su alta tasa de crecimiento & # 8211 los géneros Macrocystis y Nereocystis puede crecer tan rápido como 1.5 pies por día, alcanzando finalmente de 100 a 260 pies.

En la mayoría de las algas, el talo (o cuerpo) consiste en estructuras planas o en forma de hojas conocidas como láminas. Las hojas se originan a partir de estructuras alargadas en forma de tallo, los estípites. El holdfast, una estructura similar a una raíz, ancla las algas al sustrato del océano. Las vejigas llenas de gas (neumatocistos) se forman en la base de las hojas de las especies americanas, como Nereocystis lueteana, (Mert. & Amp Post & amp Rupr.) Para mantener las hojas de las algas cerca de la superficie.

¿Qué es matar nuestras algas?

Nuestros bosques oceánicos se encuentran actualmente bajo el asedio de una potente combinación de anomalías climáticas, enfermedades y depredación que han provocado una disminución de los bosques de algas que no se había visto en décadas.
En su lugar, vastas & # 8220urchin yermos & # 8221 de roca desnuda limpiadas por pastores itinerantes. Estos equivalentes hundidos de la tala de bosques destruyen las complejas relaciones que sostienen un ecosistema saludable.

Cambio climático
Debilitados por el aumento de la temperatura del océano y las tormentas agresivas, los bosques de algas ya estaban en desventaja cuando los investigadores comenzaron a notar que las poblaciones de erizos aumentaban en 2015.

Sobrepesca
La sobrepesca de ecosistemas cercanos a la costa también conduce a la degradación de los bosques de algas. Los herbívoros se liberan de su regulación poblacional habitual, lo que lleva al pastoreo excesivo de algas marinas y otras algas. Esto puede resultar rápidamente en paisajes áridos donde solo una pequeña cantidad de especies pueden prosperar.

Pero las nutrias marinas comen erizos, ¿verdad?

Tradicionalmente, la emblemática nutria marina de California ha intervenido para mantener a raya a las poblaciones de erizos. Las nutrias se alimentan de erizos de mar, lo que a su vez les impide pastar en exceso en las algas. Sin las nutrias, la implicación es que dejaríamos de tener bosques de algas marinas.
Entonces, ¿qué sucede cuando las nutrias olvidan lo que hay en el menú?
De la misma manera que puedes comer muchas cosas pero prefieres comer pizza, se sabe que las nutrias son generalistas en sus dietas. Pero los individuos tienen preferencias específicas que se transmiten de madre a cachorro.

James Watanabe es profesor en la estación marina de Hopkins y fue el primero en sugerir que las nutrias pueden haber desarrollado una "pérdida de memoria cultural".
“Desde el gran pulso de reclutamiento en los años 70, hasta ahora, cuando los erizos comenzaron a aparecer nuevamente, hubo tres generaciones de nutrias con algunos erizos de mar presentes, & # 8221 él dice, & # 8220 pero no lo suficiente para ninguna nutria para enfocarse como la parte principal de la dieta. & # 8221

¿Qué pasa con un tubo de succión gigante?

El buzo comercial de erizos de mar Jon Holcomb está ayudando a coordinar uno de varios esfuerzos con otros buceadores y el estado para ayudar a recuperar las algas. Holcomb ha estado usando un gran tubo de succión llamado puente aéreo que atrae a los erizos púrpuras desde el fondo rocoso hacia su bote. En tierra, sus erizos son recolectados por una empresa de eliminación de desechos y convertidos en abono. Desde enero, dijo que ha recolectado alrededor de 120,000 erizos de una pequeña cala al lado de la ciudad de Caspar, en el condado de Mendocino, y espera entregar otros 1.5 millones para julio. Su objetivo es eliminar los erizos de color púrpura de las áreas pequeñas donde aún quedan algunas algas.

"Queremos crear una especie de banco de semillas en estos lugares, de modo que cuando las condiciones ambientales vuelvan a ser favorables, tal vez las algas puedan volver a crecer", dijo Sonke Mastrup, gerente del programa de pesca de invertebrados del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California.

¿Alguien quiere una fiesta de erizos de mar?

Los buzos recreativos, la mayoría de ellos fanáticos del abulón, están contribuyendo al esfuerzo, con planes para despejar Ocean Cove, en el condado de Sonoma, a partir de mayo, según el buzo Josh Russo, presidente de Watermen’s Alliance. Aunque algunos buzos deportivos han estado aplastando a los erizos, Russo dice que los buzos con los que está trabajando sacarán a los animales del agua por completo. (Aplastar a los erizos viola una ley estatal que prohíbe el despilfarro sin sentido de los recursos marinos).

Los funcionarios estatales, aunque no permitirán el aplastamiento, están respaldando el plan de Russo. Según Mastrup, los administradores de pesquerías están considerando seriamente aumentar el límite diario de bolsas de erizo púrpura para buceadores deportivos de 35 erizos a 20 galones, lo que equivale a varios cientos de animales.

Si bien enfrentan serios desafíos de escala, el ejército de lucha contra los erizos de California puede tener esperanzas en intervenciones pasadas en otras regiones que han tenido cierto éxito en convertir los páramos de erizos en bosques de algas.

En el sur de California, un esfuerzo coordinado para eliminar a los erizos superpoblados con martillos, para lo cual los funcionarios estatales habían otorgado un permiso, ha funcionado, aunque también a muy pequeña escala. Según Julie Du Brow, directora de comunicaciones de la Bay Foundation, los buzos con martillos han revertido 18 hectáreas (44 acres) de una extensión de 60 hectáreas (152 acres) de erizos estériles frente a la península de Palos Verdes a un exuberante bosque de algas. Durante cuatro años, han reducido la densidad de erizos de hasta 100 por metro cuadrado a solo dos.

Cómo puedes ayudar a las algas marinas

Al detener la contaminación marina podemos proteger los bosques de algas.

Los biólogos marinos han descubierto que la reducción de la contaminación por nutrientes en los entornos marinos costeros debería ayudar a proteger los bosques de algas marinas de los efectos dañinos del aumento de CO2.

Aquí hay pequeñas cosas que puede hacer para ayudar a reducir el CO2 y salvar las algas:
& # 8211 Carpool, andar en bicicleta y caminar más
& # 8211 Reutilizar, Reducir, Reciclar y Compostar
& # 8211 Haga de la eficiencia energética una consideración primordial al elegir un nuevo horno, unidad de aire acondicionado, lavavajillas o refrigerador.
& # 8211 Apague las luces que no esté usando y cuando salga de la habitación. Reemplace las bombillas incandescentes por bombillas compactas fluorescentes o LED
& # 8211 Coma alimentos orgánicos y producidos localmente
& # 8211 Si su dieta lo permite, trate de reducir la carne de res y los lácteos
& # 8211 Venga a nuestros eventos de Restauración de Hábitat para aprender sobre plantas nativas y agregar algunas a su jardín
& # 8211 Únase a nuestras limpiezas de playas para aprender sobre los desechos marinos y la basura
& # 8211 Usa tu voz para compartir tus conocimientos


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SOLO HE SOSTENIDO UN ABALONE UNA VEZ. El caracol marino gigante, sacado del tanque de laboratorio blanco al que estaba pegado, me agarró la mano como si se aferrara al lecho marino de California justo más allá de nosotros. Observé su caparazón en forma de oreja, recubierto de una galaxia de algas, sus tentáculos sondeando el mundo sobre el agua, sus ojos moviéndose con curiosidad en sus cuencas tubulares. Después de unos momentos, su agarre se apretó y las ranuras en su parte inferior, que se asemejaban a una palma o una huella digital, comenzaron a llenar las líneas de mi propia mano. Pronto, sentí que no quedaba espacio entre nosotros.

Cuando recuerdo esta experiencia meses después, es como si el abulón todavía estuviera en mi mano, fresco como el agua de mar, pero vivo, palpitando y sosteniéndome tanto como lo estaba sosteniendo. El sentimiento, tan casi tangible, me afecta como un miembro fantasma.

Durante años, el abulón ha estado en grave declive en California. Si bien las conchas de abulón persisten, moldeadas en bancos de acera, clavadas en postes indicadores y colocadas sobre innumerables lápidas tribales, los animales mismos, siete especies de las cuales habitan las aguas de California, continúan desapareciendo de sus hogares en el bosque de algas. This stark reality is the result of decades of abalone overharvesting and climate disruption, the impacts of which have been amplified by trophic cascades.

When I held that living abalone, I felt more than just its grip. I felt the fastening of myself to another being. For a moment, I became a link between the stories of my species and those of another.

Abalone stories span the entire length of human habitation in California, and hold artists, surfers, scientists, watermen, Native tribes, and countless other coastal cultures in their breadth. Losing abalone would mean losing one of California’s oldest and most widespread connections to the natural world.

We are now at an inflection point in the history of these mollusks, where nascent restoration efforts are struggling against various ecological, technological, and cultural barriers to recovery. But a cohort of researchers is pushing through these obstacles, devoted to finding out if abalone can recover, or if their future is leaning inexorably toward extinction in the wild.

THE COMPLICATED HISTORY of abalone in California requires a good deal of time to recount, says Dr. Paul Dayton. His colleague at the Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Dr. Ed Parnell, agrees, adding that the story sounds better between bites of freshly-baked pie. And thus, we find ourselves in the so-called “Pie Room” at Scripps, where assorted office chairs line a weathered wooden table covered with plates, forks, and flecks of light scattering off the midday Pacific as it dances beside La Jolla.

Illustration by Dominick Leskiw.

Scripps is the first of nearly 30 stops my advisor, Benjamin Neal, an assistant professor of environmental studies at Colby College, his two young children, and I will make on a 600-mile road trip up the California coast from La Jolla to just north of Bolinas, tracking down abalone devotees from all walks of life. While opening the box of peach pie, then the apple, I mention the particolored campervan that will rattle us along to each of these stops. Parnell and Dayton laugh, saying they could see it from a mile away.

Dayton, professor emeritus at Scripps, can boast a lifetime’s worth of experience in ocean research, much of it spent beneath the waves. He can also describe, in remarkable detail, the sea as it was many eras before his own. “Let’s go back to pre-contact with humans,” he says, to around 15,000 years ago, when the waters off Southern California were bulging with kelp, fish, sea otters, and yes, abalone, too. Though not without natural fluctuations, Dayton notes, this late-Pleistocene kelp forest ecosystem was well-balanced.

Then, around 7,000 years ago, Native peoples began harvesting abalone- and urchin-munching otters for meat and fur. Released from some natural predatory pressure, abalone and sea urchin populations began to swell. Beginning in the 1500s, the Spanish colonists devastated Indigenous populations with violence and diseases, and, along with other Europeans, took over the fur trade. Abalone populations swelled further.

‘One reason the abalone and everyone are in trouble is there’s no food.’

Around the time California gained statehood in 1850, the snails could safely mosey out from under protective rocks and crevices to find more kelp and other food. With ample abalone out and about, voracious sea urchins — which, when unchecked, overwhelm and strip the seafloor clean — couldn’t stick their tubular feet to the ground. “The abalone outcompeted the urchins for space,” Dayton says, describing how one of the abalone’s key ecological roles is placing a check on urchin populations.

As abalone gained a stronger foothold in the Pacific, rumors of gold brought shiploads of people to California, including Chinese immigrants seeking to escape the political unrest, poverty, and opium addictions plaguing their homeland. When gold became scarcer, these immigrants were scorned by white miners and forced into more marginal occupations such as coastal fishing. Soon, they discovered the remarkable abundance of abalone that had proliferated in the absence of harvesting by Indigenous peoples and otters. Chinese fishers used traditional techniques to gather, dry, and export abalone meat to Asia — particularly black abalone, which was easiest to gather from intertidal aggregations — and also began selling the animals’ exquisite shells as ornamentation. By 1879, this fishery had already reached its peak.

Within a few years, however, xenophobia and discriminatory laws put an end to Chinese fishing operations. Japanese and Euro-American divers seized the abalone industry in the early 1900s and used new hardhat technologies to harvest subtidal species from previously inaccessible depths. Small boats could overfill and nearly sink themselves with two tons of abalone per dive, plucking them away from living assemblies up to a dozen animals thick. When anti-Japanese sentiment spiked around the Second World War, Euro-Americans took over the industry, now with more mobile and efficient scuba gear, despite early warnings of abalone decline.

As thousands of large adult abalone were pried off the seafloor, divers were noticing more and more urchins crawling about. That’s because all this time, as abalone were declining due to overharvesting, so too were moray eels, lobsters, sea bass, and other kelp forest animals that helped maintain the ecosystem’s balance.

In the 1990s, as their numbers dwindled drastically, fisheries for each abalone species began to close, one after the other. By the turn of the century, all that was left was a strictly regulated, free-dive only recreational harvest of red abalone along the intimidating Northern California coast. Then, in 2018, that fishery closed, too — and for the first time in the thousands of years of human occupation of California, no wild abalone could be legally harvested anywhere along the coast.

In late 2018, the statewide moratorium was extended to 2021. But it might have come too late. By then, all seven species were struggling to hang on. White abalone and black abalone had already been listed as federally endangered, and pinto, pink, and green abalone had been listed as “species of concern.” Flat abalone populations contracted to the point where the species was no longer common in California waters, and red abalone became more abundant on abalone aquaculture farms than in the wild ocean.

DAYTON EXPLAINS THAT, fundamentally, abalone faced a population density problem. As “broadcast spawners” — animals that breed by casting sperm and eggs out into the sea — abalone need to be within mere meters of each other for successful fertilization. Intense harvesting broke up the aggregations of abalone that were key to their reproduction. Any remaining large, fecund individuals are now effectively sterile given the ever-widening distance between mates.

One of the abalone’s key ecological roles is placing a check on sea urchin populations. When left unchecked, urchins can overwhelm and strip the seafloor and kelp forests clean, as is happening now in California’s coastal waters. Photo by Michael Zeigler / Istockphoto.

Overfishing of other kelp forest species like black sea bass and other large-bodied predatory fish hasn’t helped either. Octopus — another major source of abalone mortality — have proliferated in the absence of predators. Diseases, too, such as the nefarious withering syndrome that affects abalones’ digestive organs, periodically kill off enormous portions of abalone populations. Moreover, carpets of purple urchins, sometimes with up to 100 individuals per square meter, eat every kelp in sight, since abalone no longer occupy great swaths of seafloor from which to exclude them. “I’m worried about the kelps,” Dayton says. “One reason the abalone and everyone are in trouble is there’s no food.”

And then there’s climate change, which further threatens the kelp forests on which abalone depend. In Southern California, intensifying El Niño and “warm blob” events bring unusually high ocean temperatures, and limit the dissolved nutrients that Macrocystis , commonly known as giant kelp, needs for growth. Farther north, when Nereocystis , or bull kelp, aren’t being chewed down by urchins, they’re likely to be torn away by increasingly harsh winter storms.

“It’s a sad story of serial screwing-up of the ecosystem,” Parnell says wistfully. “You have a trend where abalone food supply is decreasing at the same time that they’ve been hammered by warm water, associated diseases, and overharvesting.”

I look from the empty pie boxes to Dayton and Parnell. We sit quietly for a moment as the sea outside shifts in the afternoon sun. Parnell leaves for a bit and comes back with a handful of small shells, some numbered, others half-covered in wax — remnants of a juvenile abalone recovery project. This experiment, long abandoned, served as a predecessor to what is quickly becoming one of the most important components of abalone restoration today — outplanting.

A SMALL, SUN-WEATHERED building situated amidst the ceaseless industrial stir of Terminal Island — a primarily artificial slab of land more or less divided between the Port of Los Angeles and the Port of Long Beach — seems like a strange place to raise endangered marine invertebrates. Yet, that is exactly what Director of Marine Operations Heather Burdick and her team at the Santa Monica Bay Foundation have set out to do.

“We’ve been doing captive spawning here in our lab with greens and reds, and now we’re starting to work with white abalone,” Burdick announces from the parking lot, over a thrum of shipping trucks and ocean freighters. She leads us into her lab, which burbles with the sound of filters, while water in trough-shaped tanks glints with UV-light from overhead. Peering around, I see a handful of tiny pink and olive shells clinging to the tank walls. These are critically endangered baby white abalone, Burdick’s colleague, Armand Barilotti, says.

These young mollusks are the result of a hydrogen peroxide spawning method that has worked to induce in-house reproduction nearly a dozen times in the “Ab Lab.” Essentially, an enzyme naturally activated by low levels of hydrogen peroxide causes the abalone to produce the reproductive hormone prostaglandin endoperoxide, and spawn. This method has enabled semi-predictable spawning in the lab and has generated juvenile white abalone for eventual release in the wild. Leaning in to look at the minuscule animals attached to the walls of the tanks, Burdick goes on to mention a newer “deck spawning” technique that is also already being practiced. This method involves spawning adult abalone aboard research vessels, releasing them immediately afterward, and going on to raise the larvae back in the lab. In other words, researchers facilitate reproduction while reducing disturbance to wild adult abalone, who don’t ever have to leave the vicinity of their home reefs. Efforts akin to those made by the Bay Foundation are now in motion across the state, all with the goal of raising abalone in captivity, for eventual outplanting back into the sea.

“There are so many people involved, and everybody sort of has a niche,” Burdick says. “We’re going to be the staging center for outplanting. Bodega Bay [in Northern California] is leading the captive breeding program, and then you have people at NOAA going out and trying to find existing white abalone so we can learn more about their habitats.”

Most abalone in labs have never seen a wild environment, so researchers don’t know how they will react to threats once outplanted. Photo by Dominick Leskiw.

These efforts are an important start for abalone restoration, and they are backed by passion and momentum. But the program is still nascent, and it lacks the funding required to conduct operations consistently and on a scale large enough to combat the dozens of confounding elements working against abalone recovery today.

Not to mention that dependably breeding and raising abalone in captivity is no easy feat. For one thing, abalone reproductive cycles can be difficult to time properly in lab settings because abalone do not breed at regular intervals. Their gametes are also often lost down the drain, as broadcast spawning requires constant, sweeping water flow to work. Even if all goes well and baby abalone are born, no one is sure what levels of light, temperature, and filtration best suit their long-term growth while in captivity.

Outplanting also brings challenges. Scientists do not yet know the best locations to outplant, since the entire California coast is experiencing harsh fluctuations in temperature and food levels due to changing climate. Predators and people, too, often slow the process — like the octopus who has no idea how resource-laden and politically vested its meal is, or the poacher who wants to make a few hundred dollars by selling a recently-outplanted abalone illegally on the black market. Young abalone also hide for a few years when first settled onto reefs, so it can be impossible to gauge outplanting success at the outset, adding an additional challenge for researchers trying to assess outcomes and fine-tune their efforts.

For instance, following an outplanting project conducted in 2015, in which 800 baby green abalone were placed in net-covered PVC pipes to protect them from predators, Barilotti recorded extremely low numbers of survivors for the first year-and-a-half. Then, their numbers appeared to resurge. “Abalone counts went from the low teens to 40, then 70, then up to about 150 animals within a 10 by 10 meter site,” he says, indicating that outplanted abalone may actually thrive given the right conditions and enough time.

‘We don’t know enough yet to say we shouldn’t keep trying.’

Abalone behavior after outplanting poses yet another uncertainty. Because most of the abalone in labs have never seen a wild environment, researchers do not know how they will react to threats like sea stars or other predators once outplanted. Is predator response for these animals, which have no obvious brain structure, innate? Must it be learned? If so, are captive abalone capable of being “taught” typical behaviors like hiding or twisting their shells back and forth until predators are shaken off?

These questions are still being worked out by researchers like Melissa Neuman, Abalone Recovery Coordinator for NOAA Fisheries, who has just begun testing predator responses by placing sea stars atop captive abalone and observing how the snails react.

Despite these challenges, the organizations and people working with abalone are determined not to give up. Jessica Brasher, animal husbandry manager at the Ocean Institute in Southern California’s Dana Point, puts it simply: “We don’t know enough yet to say that we shouldn’t keep trying.” Right now, she explains, “success” does not mean recovery, but rather proving we can figure out the methods necessary to get there.

Consultation and collaboration with Indigenous stakeholders could facilitate this effort. But so far, to the frustration of many coastal tribes, abalone science and data collection in California have largely not involved Native peoples.

The absence of Native voices does not reflect a lack of interest from the tribes. Hillary Renick and Javier Silva of the Sherwood Valley Band of Pomo Indians are immensely concerned about the abalone’s plight in California, and have persistently voiced their need to be heard alongside other groups working on abalone declines. “Discussion should always begin with people indigenous to the land, wherever you are,” Renick asserts. “You’re talking about our habitat and ecology and the cultural significance that goes along with our foods, our plants, our medicines, our homelands, our aboriginal ties to the landscape.”

Silva acknowledges that there is no hard-and-fast answer, no one solution that traditional ecological knowledge — whether from the Pomo people or any other Native tribe — will provide as abalone populations continue to decline. But deliberate and progressive co-management between tribes and other groups involved in abalone recovery would only strengthen restoration efforts.

BODEGA MARINE LABORATORY sits on a foggy, heath-colored headland a mile or so outside the sea-worn village of Bodega Bay, just about an hour-and-a-half drive north of San Francisco. On a damp July afternoon, with droplets of marine layer in my hair and the tang of fresh-caught crab lingering in my nose, I enter the lab to find a small white office where Dr. Laura Rogers-Bennett, research associate for the University of California, Davis and senior environmental scientist for the California Department of Fish and Wildlife, has built her life around abalone. She is perhaps more involved than any individual in efforts to recover the sea snails today.

Biologist Laura Rogers-Bennett, who is raising critically endangered white abalone at the Bodega Marine Laboratory, says “the only thing we can do with this species is captive rearing and putting them out there.” Photo by Dominick Leskiw.

Rogers-Bennett tells me she is raising critically endangered white abalone. The most recent population models estimate that only 3,600 white abalone remain in the wild — just 1 percent of what their population was 20 years ago. With a natural mortality rate of 12 percent each year, the entire species will almost certainly reach quasi-extinction if outplanting is not implemented within the next few years. “The only thing we can do with this species is captive rearing and putting them out there,” she says. Rogers-Bennett is more prepared than anyone to do so — there are over 50 times more white abalone in her lab than there are left in the ocean.

In the meantime, the team at Bodega Marine Laboratory has been outplanting red abalone as a proxy for whites, reestablishing wild red populations where possible, and along the way learning what techniques might be applicable to white abalone outplanting in the future.

Yet, white abalone recovery only makes up about 40 percent of the work Rogers-Bennett and her team do. The rest, she notes enthusiastically, focuses on urchin management, kelp recovery, and restoration possibilities for the other imperiled abalone species of the California coast. Abalone cannot recover just through outplanting if whites or any species of abalone are to make a comeback, we must concurrently work toward restoring the entire coastal kelp forest ecosystem, Rogers-Bennett explains. She, along with Dayton and many others involved in abalone recovery, consider the establishment and enforcement of Marine Protected Areas one of the best ways to do this. There are currently more than 120 Marine Protected Areas covering some 850 square miles of California’s coastal and ocean habitat. Many of these — like the San Diego-Scripps Coastal State Marine Conservation Area and the much larger Richardson Rock State Marine Reserve off San Miguel Island — already provide relatively safe havens and ecological recovery zones for abalone, kelp, and myriad ocean life.

Education also offers an opportunity to change perceptions around abalone, Rogers-Bennett says. Given the moratorium on harvesting, we have the rare chance to adjust how people view these animals, a chance to teach new generations to see abalone less as a commodity and appreciate them as fellow beings, organisms that must be treated with respect and care especially when we choose to interact with them consumptively.

The Ocean Institute in Dana Point, which receives around 100,000 visitors each year, half of which are young students enrolled in marine-related school programs, is doing just that. Students learn and contribute to ocean research through activities such as dissecting squid, identifying animals in tidal pools, and exploring the ocean on a traditional sailing brig to count marine mammals. The institute has now taken steps to incorporate abalone into their programs, too, including the one which grazes slowly around a tank at the entrance, greeting children and adult visitors alike. It often pauses to rest right up against the glass of the tank, photogenically posed on the rim of another, long-passed, abalone’s shell.

THIS PAST AUTUMN, I was given a boxful of abalone shells to use as models for some natural history illustrations I’m working on. One, found many years ago half-buried along a beach in Cambria, a small seaside town on the central California coast, came from a red abalone it’s almost the size of a dinner plate. I pick this shell up in my left hand, the same hand that remembers how it felt to hold, and be held by, a living abalone. Its outer surface is coarse, pocked with four open respiratory holes and ridged by countless, intricate calcium carbonate accretions. Pink and green concentric growth lines, each one matching the color of algae the animal had been eating at the time, ripple across the shell’s surface like rings on a tree trunk. Old tube worm cases, long abandoned, are affixed to it, as are the sun-bleached remains of tiny bryozoans. These aquatic invertebrates are hitchhikers, and serve as reminders that in the vast, mysterious ocean, even a single abalone can become the world to other lifeforms.

Pink and green concentric growth lines matching the color of algae the abalone had been eating at the time ripple across their shells. Photo by Dominick Leskiw.

I flip the shell over to inspect the iridescent interior. Every tilt of my hand reveals a new palette of shimmering hues — violet, brown, blue-green, silver. A hint of orange reminds me of the bright, shiny waders I saw aquaculturists wearing while gathering kelp for their abalone below a dim wooden pier in Monterey. Their sustainable storefront is doing well for now, but rising sea levels may result in its closure in a few years. Dark purple, deep in the shell’s apex, is reminiscent of the urchins, crawling, eating, and clearing the sea floor. “Urchins are not the enemy,” I recall Silva saying during our conversation a few weeks earlier. “They’re changing, and trying to survive, too.” Somewhere between turquoise and olive green, I catch a glimpse of the kelp forest itself, the once-countless fronds which are sparse now, but still swaying and reaching up to the surface.

These colors are real reminders of our ties to a deceased animal, and a potentially dying species. Every long-vacant, ear-shaped abalone shell rings with an opalescent plea, begging us to listen to, and learn from, the plight of these shellfish. Abalone will almost certainly fail to see any significant recovery without human intervention. What ends up happening to these sea snails will reveal our capacity to reinstate and nurture the ecological and cultural complexity of our world that we continue to destroy.

Dr. Benjamin Neal, a marine benthic ecologist at Colby College in Waterville, Maine, served as Leskiw’s advisor at the time of this article’s publication. Leskiw would like to express continuing gratitude for Dr. Neal’s guidance and support throughout the research, travel, and writing processes.


What is a kelp forest?

Kelp forests can be seen along much of the west coast of North America. Kelp are large brown algae that live in cool, relatively shallow waters close to the shore. They grow in dense groupings much like a forest on land. These underwater towers of kelp provide food and shelter for thousands of fish, invertebrates, and marine mammal species.

Kelp forests harbor a greater variety and higher diversity of plants and animals than almost any other ocean community. Many organisms use the thick blades as a safe shelter for their young from predators or even rough storms.

Among the many mammals and birds that use kelp forests for protection or feeding are seals, sea lions, whales, sea otters, gulls, terns, snowy egrets, great blue herons, cormorants, and shore birds.

These dense canopies of algae generally occur in cold, nutrient-rich waters. Because of their dependency upon light for photosynthesis, kelp forests form in shallow open waters and are rarely found deeper than 49-131 feet .

NOAA scientists study kelp forests by visiting the same locations over and over to assess the presence and abundance of a variety of organisms. Monitoring allows marine scientists to determine if the kelp forest is changing over time and to identify the cause of those changes, whether natural or human.


Under the sea: Smashing urchins, restoring kelp forests

Diver and Long Beach resident Ali Krajewski is a volunteer with L.A. Waterkeeper, one of several area organizations working on kelp forest restoration. The Cal State Dominguez Hills master’s student dives with the environmental nonprofit about once a month.

Diver Ali Krajewski in the kelp off Cabrillo Beach. Krajewski is a dive volunteer with L.A. Waterkeeper – one of several area organizations working on kelp forest restoration. She does most of her work 50 yards from shore at Underwater Arch Cove on Palos Verdes Peninsula.

Diver Ali Krajewski in the kelp off Cabrillo Beach. Krajewski is a dive volunteer with L.A. Waterkeeper – one of several area organizations working on kelp forest restoration.

Diver Ali Krajewski in the kelp off Cabrillo Beach. Krajewski is a dive volunteer with L.A. Waterkeeper – one of several area organizations working on kelp forest restoration. She does most of her work 50 yards from shore at Underwater Arch Cove on Palos Verdes Peninsula.

Diver Ali Krajewski with a crab she found in the kelp off Cabrillo Beach. Krajewski is a dive volunteer with L.A. Waterkeeper – one of several area organizations working on kelp forest restoration. She does most of her work 50 yards from shore at Underwater Arch Cove on Palos Verdes Peninsula.

Kelp forest restoration volunteers lay out measuring tape to keep track of their progress.

Purple sea urchins cling to a rock off the coast of Palos Verdes during a kelp forest restoration dive in May.

A perch lingers near purple sea urchins off the coast of Palos Verdes on a kelp forest restoration dive in May.

Diver Ali Krajewski pauses in the kelp off Cabrillo Beach. Krajewski is a dive volunteer with L.A. Waterkeeper, one of several area organizations working on kelp forest restoration. She does most of her work 50 yards from shore at Underwater Arch Cove on Palos Verdes Peninsula.

When you smash a sea urchin, you have to hammer it good and hard to make sure it not only is dead but aspecto muerto.

That&rsquos one of the tricks of restoring kelp forest, according to Ali Krajewski, a dive volunteer with L.A. Waterkeeper, which is one of several area organizations working on kelp forest restoration.

Volunteer divers like Krajewski spend an hour at a time beneath the waves killing sea urchins where the small creatures have taken over and made barren the ocean floor.

With the urchins gone, the kelp forests &ndash an essential habitat for hundreds of ocean critters decimated over the last century &ndash can regrow.

On a recent day, Krajewski, two other volunteers and a staffer from L.A. Waterkeeper prepare to dive, shimmying into wetsuits and mapping out where on the ocean floor each person will work as their boat rocks in the swell 50 yards from shore at Underwater Arch Cove on the Palos Verdes Peninsula.

This is the main site of Southern California restoration these days. From 2001 to 2008, a separate restoration project sponsored by the Coast Keeper Alliance did restoration work from Ventura County to San Diego County using a different technique. In Orange County, kelp forests have rebounded, though work still needs to be done.

The reason you have to thoroughly dismember the urchins, Krajewski says, is so other divers behind you don&rsquot try to kill an urchin you&rsquove already exterminated. Another tip: if you&rsquore hammering at sea urchins on a rock or in a crevasse, you need to take out the ones at the bottom before the ones at the top, so that debris from the upper urchins doesn&rsquot float down and obscure the still-living urchins at the bottom.

Goggles on, Krajewski hunkers onto the gunwale of the boat, splashes backward into the water, and sinks through the murky depths on her way to continue the systematic slaughter of the urchins.

At first she felt a little guilty taking the lives of so many urchins. But no more.

The urchins &ndash runty, small and underdeveloped by urchin standards &ndash have taken over areas off the Palos Verdes coast that once thrived with kelp forests. Upward of 70 urchins per square meter dominate in these barrens, eating young kelp before it has a chance to establish itself. In the past 100 years, 75 percent of the kelp forests off Palos Verdes have disappeared.

Without the kelp forests, other marine creatures have nowhere to go, nowhere to live.

&ldquoI have to explain how emaciated the sea urchins are inside, and it&rsquos not a good life for them. The ones that survive are more healthy,&rdquo says Krajewski, who estimates she&rsquos been on 50 dives with L.A. Waterkeeper.

And the runty urchins can&rsquot be harvested for uni, a popular sushi made from urchin gonads. It&rsquos not worth it with the urchins so small.

The Long Beach resident and Cal State Dominguez Hills master&rsquos student dives with L.A. Waterkeeper about once a month and has a ritual worked out: wake up at 5 a.m., mix a breakfast smoothie, brew some coffee for later, heat some soup to put in a thermos &ndash hot soup after a cold dive feels good &ndash hit the road.

Krajewski describes the decimation of the kelp forests off Palos Verdes as the perfect storm. Sea otters, which are urchin predators, had been hunted to near extinction in Southern California, though some remained farther north. Other urchin predators like California spiny lobster and California sheephead were also decimated by fishing. When human development on the peninsula started, it washed sediment, pollution and chemicals into the water, killing kelp.

With the kelp forests dying, the urchins moved in. But they overpopulated.

The restoration work under the water is monotonous, and there is no conversation, no music, no noise. That&rsquos exactly how Krajewski likes it.

&ldquoOnce every five or 10 minutes, I have to stop and appreciate it. I&rsquom in a gorgeous environment,&rdquo says Krajewski, 33.

Krajewski, who was raised in Los Angeles, spent a couple of years at Glendale Community College before transferring to Cal State Long Beach to finish her degree in marine biology. She works part time at Cabrillo Marine Aquarium in San Pedro, but pays the bills with a job at Trader Joe&rsquos.

From above, barely anything is visible below the waves, where the volunteers first measure out transect lines &ndash 2 meters apart, lines within which to work. Every couple of minutes a column of air bubbles burbles up, or a bright yellow air tank gleams.

Krajewski initially had to overcome fears of dangerous creatures in the opaque water.

&ldquoJust going in there, you can&rsquot see through the water, stuff is brushing up against your legs, it&rsquos a little freaky. So learning exactly what is down there, and understanding it and getting to the point where I know what&rsquos down there, there isn&rsquot much to be afraid of,&rdquo she says.

After a second dive, Krajewski brings up several urchins. She demonstrates how to smash them against the gunwale of the boat, saying you can pierce the shells with the pick end of the hammer or smash them with the blunt end. The urchins break like thick, hollow egg shells, and urchin guts spread across the gunwale.

For fish that live near the urchin barrens, hammer time is a buffet of freshly prepared uni. The fish flit near the divers even before the smashing begins, waiting to feast on edible urchin parts.

&ldquoThey figured it out by about the second week after we started,&rdquo Krajewski says. &ldquoI have to be pretty careful when I&rsquom hammering. Fish will dart in and I will have to try not to hit it with the hammer. They&rsquore pretty brazen.&rdquo

After two dives, the volunteers pull anchor and start back to Marina del Rey. A day that started chilly and cool has warmed up, with sunshine streaming down. The boat tears through the waves.

When Krajewski returns, the kelp may already be growing back. The algae is one of the quickest growing species in the world, rising as much as 2 feet per day. With the kelp will come the fish and other ocean critters that call the forests home.

&ldquoIt confirms for me that I&rsquom doing the right thing in conservation work. Even just a couple weeks later, going to the same spot and noticing all the life that was hidden before, that couldn&rsquot have crawled around before because of the spiky sea urchins. There&rsquos more color, biodiversity,&rdquo she says.

&ldquoYou&rsquore taking it back to what it should be, and it&rsquos the most beautiful thing.&rdquo


Purple reign

The research vessel Xenarcha is about 10 minutes out of the Port of Los Angeles on an overcast March morning. A gray whale breaches off the boat’s bow, its tail sending a spray of seawater skyward. The 28-foot boat belongs to the Bay Foundation, which has restored nearly 53 acres of Palos Verdes Peninsula’s kelp forests since 2013.

That’s a fraction of the 2,500 acres of seaweed estimated to exist a century ago. But it’s a huge increase since the late 1960s, when kelp had become all but extinct in that area.

Rough water gives way to the glassy calm of Honeymoon Cove and its eight acres of giant kelp, roots anchored to rocky reefs some 18 to 30 feet below.

For decades, this cove was largely devoid of life, devastated by seaweed-eating purple urchins. The urchins resemble small, spikey balls and are a natural part of kelp ecosystems. But when the predators that keep their numbers in check disappear, the population booms and can quickly consume a kelp forest, creating what is called an urchin barren. Once their food is gone, the urchins, which can live for more than 50 years, lower their metabolism and essentially hibernate.

Over the past half century, overfishing and pollution killed off sheepshead fish, abalone, and other marine animals along the Los Angeles Coast that either preyed on purple urchins or competed with them for habitat. Commercially valuable species like the red urchin also vanished once their only food source, kelp, was lost. And most purple urchins aren’t marketable because their only edible parts, their gonads, are considered too small.

Before kelp restoration began in 2013, Honeymoon Cove was “a complete barren, with densities of urchins approaching 70 per square meter,” says Ford.

The Bay Foundation now hires out-of-work red urchin divers to methodically cull the purples by smashing them with hammers.


Materiales y métodos

Data Compilation and Field Sampling

A comprehensive field sampling was performed in 2012 to gather data on Norwegian L. hyperborea forest characteristics along gradients of latitude, wave exposure and depth. Due to logistical reasons when aiming to cover huge areas along Norway’s 100 000 km coastline, as well as challenges of conducting safe diving in the most wave exposed areas, the 2012-study lack data from the most remote and wave exposed areas. These data were therefore supplemented with existing data collated from a range of studies, published in scientific articles and technical reports, where also sampling methods were thoroughly described (Rinde et al., 1992 Rinde and Christie, 1992 Skadsheim et al., 1993 Christie et al., 1994, 1995 Skadsheim and Rinde, 1995 Bekkby et al., 2014b) from 1991 to 2008. The final dataset consisted of 630 observations from 74 field stations (Figure 1). This provided data of L. hyperborea canopy density and individuals measured for age, length (stipe and lamina), weight (holdfast, stipe and lamina) and stipe-associated epiphytic algal biomass (all drip-dried fresh weights). The data from 2012, accounting for 51% of the total dataset, were sampled with a systematic design to cover gradients in depth, wave exposure and latitude. Five out of the six Norwegian ecoregions were covered (Figure 1). Another 44% of the dataset came from Bekkby et al. (2014b), which also followed a systematic sampling scheme along a wave exposure and ocean current gradient, although restricted to one depth (5 m) and one ecoregion only (Table A, Supplementary Material). All data were collected using scuba diving at pre-selected stations, based on maps and models of bathymetry and wave exposure covering the suitable habitat of L. hyperborea in the NE Atlantic. For kelp canopy density measurements, the number of canopy plants (easily recognized from the medium and lower understory layers by their length) per m 2 was recorded for usually 10 (but see below) replicate 50 × 50 cm frames, randomly dropped along transects at 5, 10, and 15-20 m depths (15 m was chosen when kelp was not found at 20 m) recorded from the dive computer (see Table 1 for number of replicates within each ecoregion and depth interval). Measurements of relative depth were adjusted according to the time- and site-specific deviation from low tide, which in Norway is a maximum of 2.5 m in the north (Barents Sea) and less than 0.5 m in the south (Skagerrak). One representative canopy plant was randomly collected within each of three of the frames at each depth interval. The plants were brought to the surface for measurements of length (lamina and stipe), drip-dry fresh weight (lamina, stipe, holdfast, and stipe-associated epiphytic algae), and age (growth rings at stipe base, following the procedures of Kain, 1963). The compiled data from 1991 to 2008 had been sampled with five or more replicates at each station (Rinde et al., 1992 Skadsheim et al., 1993 Christie et al., 1994, 1995 Skadsheim and Rinde, 1995 Bekkby et al., 2009). The total dataset covered a spatial gradient from 58.2 to 70.7°N and from 5.4 to 30.1଎ (Figure 1). Some of the northernmost parts of the coastline were heavily grazed by green sea urchins, Strongylocentrotus droebachiensis (Rinde et al., 2014), thus no sampling could be performed there. Also, the most exposed coastlines were too rough for secure diving and therefore not sampled.

Figura 1. Location of the 74 stations (red dots) visited in this study and the six Norwegian coastal ecoregions. For more information on sample sizes, see Table 1.


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