Entorno ecológico

¿Cómo se formaron los sistemas de marismas saladas?

Los sistemas de marismas saladas y arroyos actuales comenzaron a formarse hace unos 12.000 años, al final de la época del Pleistoceno, cuando los glaciares que cubrían gran parte de la tierra comenzaron a derretirse y el nivel del mar empezó a subir. A medida que el nivel del mar aumentaba y el agua salada se desplazaba hacia el interior, se formaron bahías y lagunas detrás de las islas de barrera a lo largo de la costa sureste. La entrada de agua dulce de los principales sistemas fluviales depositó arena y sedimentos finos en las regiones poco profundas, creando bancos de arena y marismas. La elevación de los bancos de arena y las marismas se elevó por encima de la marea baja, lo que dio a las plantas tolerantes a la sal (halófitas), en particular a la Spartina alterniflora, la oportunidad de crecer. Las raíces y los tallos de la Spartina atrapaban los sedimentos que llegaban y los estabilizaban, creando así una plataforma marismeña. A medida que crecían las vastas extensiones de marismas, la escorrentía de las tierras altas adyacentes, en combinación con la subida y bajada de las mareas, dio lugar a la creación de numerosos arroyos de marea que atraviesan las marismas.

Propiedades físicas del ecosistema de las marismas

Las propiedades abióticas o físicas del ecosistema de las marismas y arroyos de marea son extremadamente variables e influyen en gran medida en las propiedades bióticas del sistema, que incluyen la productividad, la diversidad y la abundancia de las plantas y los animales que allí se encuentran. La flora y la fauna de este ecosistema están adaptadas a los cambios en las condiciones ambientales que se producen cada hora, cada día, cada temporada, cada año e incluso en escalas de tiempo más largas. Las principales variables físicas que influyen en el ecosistema de marismas y calas son las mareas, la salinidad, los sedimentos, la temperatura del aire y del agua, las precipitaciones y la luz solar.

El ecosistema de marismas y calas del sureste tiene mareas semidiurnas, lo que significa que experimentan dos mareas altas y dos mareas bajas cada día, cada una de las cuales dura unas seis horas. La amplitud de la marea, o la diferencia entre la marea baja y la alta, oscila entre unos tres pies (3 m) en Georgia y unos tres pies (1 m) en Carolina del Norte y Florida. Las mareas son el resultado de la atracción gravitatoria de la luna y el sol sobre los océanos de la Tierra. Aproximadamente dos veces al mes, alrededor de la luna nueva y la luna llena, las mareas alcanzan su máxima altura (mareas vivas). Cuando la luna está en el primer cuarto o en el tercer cuarto, el alcance de la marea está en su altura mínima (mareas muertas). La forma cóncava de la costa del sureste en combinación con la amplia y poco profunda plataforma continental desde el cabo Hatteras, N.C. hasta West Palm Beach, FL, denominada South Atlantic Bight, canaliza grandes volúmenes de agua hacia esta zona, lo que hace que las mayores mareas se produzcan en el centro de la costa de Georgia. La longitud máxima de las mareas disminuye al norte y al sur de este punto.

Las mareas mueven continuamente el agua salada hacia y desde los sistemas de marismas y arroyos. En las mareas de inundación, las marismas y los arroyos se inundan con agua de mayor salinidad, así como con sedimentos finos y nutrientes. Durante los periodos de fuertes lluvias y mareas menguantes, el arroyo y la marisma pueden inundarse con agua dulce, disminuyendo la salinidad. La salinidad del agua es un factor importante que determina las especies de plantas y animales que habitan con éxito el ecosistema de las marismas. Los organismos que viven en el ecosistema de marismas y arroyos deben estar adaptados para sobrevivir en salinidades variables.

Marea baja

Marea media

Marea alta

Sedimentos en las marismas

A medida que el agua se adentra en la marisma con la marea alta, las partículas de sedimento fino en suspensión se depositan en la superficie de la marisma y en los bordes de los arroyos de marea. Los tallos de Spartina son especialmente eficaces para reducir las corrientes de marea y facilitar la deposición de sedimentos finos. La mayor cantidad de sedimento fino se acumula donde los tallos de Spartina son más densos. El sedimento en los sistemas de marismas y arroyos mareales puede variar desde la arena gruesa hasta el lodo muy fino. Atravesar una zona de arena en una marisma es bastante fácil; sin embargo, caminar por sedimentos fangosos llamados lodo de pluff puede ser difícil y frustrante.

Investigadores en lodo de pluff

Efectos de la temperatura en la marisma

La costa sureste tiene un clima subtropical. Las temperaturas medias mensuales del aire en invierno oscilan entre los 38-59° F (3-15°C). Las temperaturas medias mensuales del aire en verano oscilan entre 21-32°C (70-90°F). Las precipitaciones varían a lo largo de la costa sureste; sin embargo, el promedio es de alrededor de 50 pulgadas (1.270 mm) por año.

La temperatura y la luz solar influyen en gran medida en el color y el estado de las plantas de las marismas saladas, en particular la Spartina alterniflora. La Spartina alterniflora es una planta anual que refleja las estaciones en su crecimiento y color. En primavera, la Spartina comienza a crecer y la marisma adquiere un color verde parduzco causado por la combinación de los nuevos brotes y los tallos muertos que quedan del año anterior. En verano, la Spartina alcanza su máxima altura y adquiere un marcado color verde brillante. Hacia el otoño, se desarrollan pequeñas flores blancas a lo largo de los tallos superiores, formando cabezas de semillas llenas de cientos de semillas no más grandes que un grano de arroz. A continuación, las hojas adquieren un color marrón dorado y las semillas se dispersan. En invierno, los tallos de la Spartina se vuelven marrones y mueren. Los tallos se desprenden de la base y se acumulan en la superficie de la marisma en forma de alfombras llamadas «wrack». Los vientos y las mareas, la descomposición por parte de las bacterias y los hongos, y el pastoreo de los animales de la marisma, como el caracol bígaro de la marisma, rompen el wrack en trozos cada vez más pequeños, llamados detritus.

La Spartina se reproduce de tres maneras, incluyendo: (1) formación de semillas y dispersión por el viento y las mareas, (2) fragmentos de plantas vivas que se desprenden y forman otras nuevas, y (3) raíces, llamadas rizomas, que se extienden bajo tierra y hacen brotar nuevas plantas.

Primavera

Verano

Otoño

Invierno

Descripción del ecosistema marisma salina-calle de mareas

El ecosistema marisma salina-calle de mareas puede parecer un entorno homogéneo, o monocultivo, dominado por Spartina, pero dentro del sistema de marismas hay una variedad de zonas y hábitats que incluyen el borde de las tierras altas, la plataforma de la marisma, las hamacas de la marisma, la marisma alta, la marisma baja, los arroyos de marea, las llanuras de barro, las llanuras de arena y los arrecifes de ostras. Entre el estuario y las tierras altas se producen cambios graduales en el tipo y la abundancia de las plantas y los animales de la marisma. La elevación (altura sobre el nivel medio del mar), la altura de las mareas y la salinidad son los factores ambientales dominantes que controlan la zonificación o distribución de los hábitats. Un cambio de elevación tan pequeño como un par de centímetros es todo lo que se necesita para producir cambios en los tipos de plantas y animales que se dan. Cuando se visita la marisma salada, se pueden observar estos cambios al caminar desde las tierras altas, más secas y altas, hacia el arroyo.

Cuando se acerca por primera vez a la marisma salada por tierra, se encuentra en el límite de las tierras altas de la marisma. Esta es la zona entre la marisma alta y las tierras altas. La elevación en esta zona de transición está por encima de las mareas más altas. Las plantas que se encuentran aquí toleran la niebla salina y las ocasionales marejadas. También están adaptadas a vivir en suelos arenosos gruesos que no retienen el agua dulce. Las plantas que viven en el límite superior de la marisma suelen tener hojas gruesas y cerosas capaces de almacenar agua dulce durante los periodos de poca lluvia. La margarita de ojo de buey y el saúco de los pantanos son plantas características del borde de las tierras altas.

Borde de las tierras altas

Al mirar el pantano desde el borde de las tierras altas, verá la plataforma del pantano. La plataforma de la marisma es la superficie principal de la marisma salada y se refiere a la zona plana y amplia que se extiende hacia la tierra desde el agua. La plataforma acumula los sedimentos traídos con la marea y proporciona una superficie estable para el crecimiento de la vegetación. Los arroyos y riachuelos de marea (estructuras muy pequeñas similares a los arroyos de marea) diseccionan la plataforma creando la marisma baja y la marisma alta.

Plataforma de la marisma y riachuelo de marea en Florida

La plataforma de la marisma sustenta desde glasswort y black needlerush en las elevaciones más altas hasta Spartina en las elevaciones más bajas. Muchos organismos terrestres, como los mapaches y las garzas azules, y acuáticos, como los cangrejos azules, el corvinón rojo y la mancha, se alimentan a lo largo de la plataforma de la marisma.

Las hamacas de la marisma son esencialmente islas en medio de la marisma salada. Las hamacas de pantano varían mucho en tamaño, desde menos de un acre hasta varios cientos de acres. La mayoría son pequeñas (menos de unos pocos acres) y no están urbanizadas; sin embargo, algunas más grandes están urbanizadas para viviendas. La naturaleza aislada de las marismas no desarrolladas constituye un importante refugio para la vida silvestre frente al desarrollo cercano. Desempeñan un papel especialmente importante como zonas de descanso, anidación y alimentación para las pequeñas aves migratorias. El colorido escribano pintado, por ejemplo, anida en la mayoría de las islas de hamacas. Las hamacas de los pantanos son también uno de los últimos hábitats que quedan para algunos anfibios y reptiles, como el galápago de espalda de diamante. Los ciervos, los gatos monteses y los mapaches utilizan las hamacas como refugio durante la marea alta, mientras que las aves zancudas y los caimanes (en las zonas más frescas) encuentran en las hamacas un lugar adecuado para anidar. La vida vegetal en una hamaca de pantano también puede ser muy diversa. Una hamaca de medio acre puede albergar sólo unos pocos robles vivos pequeños, mientras que las hamacas más grandes albergan comunidades de bosques marítimos con robles vivos, mirto de cera, palma enana americana, acebo yaupón y muchas otras especies de plantas.

Pequeña hamaca de marisma

Dentro de la plataforma de la marisma, la zona alta de la marisma está cubierta de agua salada sólo durante una o dos horas cada día, y la extensión superior de la marisma alta se inunda sólo unas pocas veces al mes durante las mareas de primavera. La transición de la marisma baja, relativamente fangosa, a la marisma alta, más arenosa, requiere sólo unos pocos centímetros de cambio de elevación. En la marisma alta, la Spartina empieza a competir por los recursos con plantas como el junco negro, la hierba salada y la hierba de cristal, y sólo puede alcanzar una altura de entre ocho y treinta centímetros. Mientras que cualquier planta que se encuentre en la marisma alta necesita ser tolerante a la sal, el agua dulce que fluye desde el continente también es esencial para su crecimiento y éxito.

Panne salado con glasswort común

La fina capa de agua sobre la marisma alta se evapora rápidamente dando lugar a altos niveles de sal en el sedimento. En ciertas zonas de la marisma alta, llamadas panes de sal, la salinidad de los sedimentos se acerca a los 100 ppt durante el verano. La planta suculenta, glasswort común, es capaz de almacenar sal en sus hojas ramificadas y es la vegetación dominante de los panes de sal.

Excreción de sal en la hoja de Spartina

La zona de la marisma baja se extiende desde la orilla del arroyo de marea hasta la marisma alta y está cubierta de agua salada durante la mitad del día. En el noreste, las marismas tienden a tener bandas estrechas de marisma baja; sin embargo, en el sureste la marisma baja puede encontrarse a menudo cubriendo kilómetros de hábitat, lo que la convierte en un hábitat predominante de muchos sistemas de marismas y arroyos mareales. La zona baja de la marisma proporciona abundante alimento, como mejillones acanalados, cangrejos violinistas y pequeños invertebrados para los animales más grandes. Sólo un tipo de hierba, la Spartina alterniflora, tiene las adaptaciones necesarias para soportar la cantidad de inundaciones de marea y el contenido de sal que experimenta la marisma baja. Estas adaptaciones incluyen: (1) glándulas a lo largo de las hojas de la hierba que excretan sal, lo que hace posible que la Spartina esté constantemente expuesta al agua salada; y (2) un extenso sistema de raíces y rizomas que actúa como ancla, estabilizándola durante las mareas y manteniéndola firme frente a las tormentas y la alta energía de las olas. El crecimiento y la producción de Spartina en la marisma baja varían. Inmediatamente adyacente a la orilla del arroyo, donde existe la mayor cantidad de flujo de agua de poros y nutrientes, la Spartina puede alcanzar alturas de entre 1,5 y 2,4 m. En la región interior de la marisma baja, donde se depositan menos nutrientes y la salinidad es mayor, la altura de la Spartina oscila entre dos y cuatro pies (0,6-1,2m).

Los arroyos de marea son estructuras ramificadas que serpentean y dan forma a las marismas saladas. Son el principal vínculo acuático entre las marismas y los estuarios abiertos. Los arroyos de marea son también un conducto para la escorrentía de las aguas pluviales desde las tierras altas hasta los estuarios abiertos. Estos arroyos, algunos casi secos durante la marea baja, son especialmente importantes como zonas de cría para muchas especies de peces e invertebrados. Oleada tras oleada de especies de valor recreativo y comercial, como la trucha moteada, el corvinón rojo, el pez espada, la mancha, el corvinón negro, el cangrejo azul, la gamba blanca y la gamba parda, entran en los arroyos de marea como juveniles para continuar su ciclo vital antes de pasar a aguas más profundas. Incluso algunos peces que normalmente asociamos con el océano abierto, como el mero y la barracuda, se desarrollan en los arroyos de marea durante sus primeros años. Los arroyos tranquilos y protegidos proporcionan un abundante suministro de alimentos y dan a los juveniles un respiro de la depredación, así como acceso a la plataforma de la marisma durante la marea alta. Los grandes depredadores de peces, como la platija, acechan en las desembocaduras de los arroyos de marea y se alimentan de los organismos más pequeños que son expulsados con la marea menguante. Las aves zancudas y otros depredadores aviares también se alimentan de organismos en los arroyos poco profundos durante la marea baja y en la plataforma de la marisma durante la marea alta.

Cruce de marea sinuoso

Cangrejo de mar cerca de su madriguera

Las zonas de marisma baja y de arroyo de marea son las áreas predominantes en las que se produce lodo pluff, especialmente a lo largo de los bordes de los arroyos. El lodo de pluff emite el característico olor a «huevo podrido» que muchos asocian rápidamente con los sistemas de marismas y arroyos de marea. Aunque el olor parezca desagradable para algunos, en realidad es un indicador saludable de un proceso llamado respiración anaeróbica. La respiración anaeróbica utiliza los sulfatos del agua y libera sulfuro de hidrógeno en el lodo, creando ese olor sulfúrico. Los lodos carecen de oxígeno, pero ciertas bacterias y hongos del lodo prosperan en entornos con poco oxígeno. A primera vista, este hábitat anóxico no parece muy adecuado para la vida animal. Sin embargo, en el lodo hay numerosos organismos, como almejas, cangrejos violinistas y pequeños gusanos, que se han adaptado a vivir en entornos con poco oxígeno. Estos organismos, a su vez, atraen a depredadores más grandes que se alimentan de ellos.

Planta de lodo

Las planicies de lodo son hábitats intermareales de sedimentos blandos, sin vegetación, que se dan en las zonas de los arroyos mareales con corrientes más débiles. Las partículas de sedimentos finos tienden a acumularse en estas zonas y forman un hábitat intermareal fangoso. Las llanuras de arena son entornos intermareales sin vegetación que se dan en zonas con corrientes más fuertes. Las partículas de arena tienden a acumularse en estas zonas y forman bancos de arena. Tanto las marismas como las llanuras de arena son rasgos deposicionales, lo que significa que las corrientes de marea modifican continuamente su tamaño y forma. Las llanuras de arena y barro están habitadas por abundantes poblaciones de almejas, crustáceos y gusanos, y son importantes zonas de alimentación para aves costeras y zancudas, peces, cangrejos y rayas.

Uno de los hábitats más reconocidos del ecosistema de marismas y calas es el arrecife de ostras. El desove alcanza su punto máximo de abril a octubre y depende de la temperatura y la disponibilidad de alimentos. Las primeras etapas de la vida flotan libremente en el agua como plancton, pero la última etapa larvaria debe adherirse a una superficie dura y transformarse en una pequeña ostra, llamada semilla, antes de poder seguir madurando. La mayoría de las veces, las conchas de otras ostras, vivas o muertas, resultan ser la mejor superficie sólida para fijarse.

Espátula creciendo en la concha de la ostra

Como las ostras crecen continuamente y se construyen unas sobre otras, se forman extensos arrecifes en los arroyos de marea. Las ostras son filtradoras, y las adultas son capaces de filtrar hasta cuatro galones de agua por hora. Esto hace que las ostras sean extremadamente importantes para mejorar la calidad del agua al filtrar las partículas del agua, incluidas las bacterias, las algas, los detritos y los sedimentos en suspensión. Uno de los mejores indicadores de que la calidad del agua está deteriorada es cuando se restringe la recolección de los arrecifes de ostras porque los niveles de indicadores bacterianos fecales son demasiado altos. Los arrecifes de ostras también son vitales para proteger las costas de la erosión y proporcionan un hábitat para crustáceos, gusanos y peces. El arrecife es un refugio especialmente importante para los peces jóvenes, ya que les proporciona un abundante suministro de alimentos, así como un refugio contra los depredadores. Por todas estas razones, las ostras se denominan a menudo especies clave, es decir, especies que dan forma a un ecosistema y de las que dependen otras especies del mismo.

Antes de filtrar

Después del filtrado de ostras cronometrado

Sección de un arrecife de ostras

Como se ha comentado, el flujo y reflujo de las mareas, que se produce dos veces al día, influye enormemente en la vida del ecosistema de las marismas. La transición rápida y regular de lo húmedo a lo seco, de lo salado a lo dulce y de lo frío a lo caliente, según la estación, limita en gran medida los tipos de plantas y animales que pueden sobrevivir en este ecosistema. Sin embargo, la riqueza del suelo y la abundancia de luz solar hacen que este ecosistema sea muy productivo, lo que permite que los animales y las plantas adaptados a estas condiciones cambiantes desarrollen poblaciones abundantes que contribuyen a la compleja e intrincada red alimentaria de este ecosistema.

El ecosistema de marismas y arroyos con mareas sirve de hábitat principal para una rica variedad de vida animal. Algunos animales viven en el ecosistema de forma permanente, mientras que otros son transitorios. Desde los gusanos que viven en el lodo hasta las aves que lo sobrevuelan, numerosos organismos utilizan la marisma. Se puede ver a los mapaches buscando en el lodo una comida de mejillones y cangrejos violinistas, mientras que un galápago de espalda de diamante pone huevos en una hamaca cercana. Pequeños invertebrados, como el caracol del fango y el caracol bígaro, pastan directamente en los sedimentos y los tallos de Spartina en busca de algas y microorganismos. Cuando sube la marea, los cangrejos azules se alimentan de los caracoles bígaros que trepan por los tallos de Spartina, y las aves zancudas y el corvinón rojo se alimentan a su vez de los cangrejos azules. Los grandes depredadores de peces cazan en las secciones más profundas de los arroyos de marea y se alimentan de camarones, cangrejos y pequeños peces que pueden llegar al estuario cercano con la marea menguante.

Huellas de animales a través de la marisma salina

Las hojas y tallos de la esparceta y las algas que crecen en la superficie de la marisma forman la base de la red trófica de la marisma salina-calle de mareas. La mayor parte de la producción de nutrientes del ecosistema de la marisma salobre-calle de mareas se consume como parte de lo que se denomina una red alimentaria basada en detritus. En otoño y a principios de invierno, las corrientes de las mareas, las olas, el viento y las tormentas desprenden y rompen las hojas y los tallos en descomposición de la Spartina, y depositan este material en todo el ecosistema de la marisma salada y la cala mareal en forma de faja. Organismos microscópicos como bacterias, hongos y pequeñas algas se adhieren a esta materia vegetal muerta y la rompen en partículas cada vez más pequeñas. Los detritus, incluidos los microorganismos adheridos a ellos, son consumidos por una gran variedad de organismos, como mejillones, caracoles, gusanos, ostras y crustáceos, así como peces juveniles y adultos.

Espartina

El ecosistema de marismas y calas es crucial como zona de cría. Algunos animales de estuario, como los pececillos de fango y los caracoles, completan su ciclo vital en este ecosistema. Otros, como la gamba blanca y marrón, el corvinón rojo, el salmonete y el cangrejo azul, así como muchas otras especies de peces de valor recreativo y comercial, desovan en el estuario abierto y el océano, donde se produce el desarrollo inicial. Al cabo de unas semanas, los primeros estadios de vida de estos organismos que desovan en el océano y en el estuario son transportados por las mareas hasta la marisma, donde el alimento es abundante y están relativamente a salvo de los depredadores. Estos juveniles están adaptados, o pueden tolerar, los bajos niveles naturales de oxígeno disuelto que se encuentran en estos sistemas durante largos periodos de tiempo, mientras que los animales más grandes no pueden hacerlo. A medida que crecen, los animales juveniles se desplazan continuamente entre la plataforma de la marisma inundada durante la marea alta y los arroyos de marea baja, en busca de alimento y protección contra los depredadores demasiado grandes para nadar en las aguas poco profundas. Este proceso permite a los juveniles de rápido crecimiento madurar con relativa seguridad. Algunas especies se quedarán en la marisma y seguirán viviendo y reproduciéndose, mientras que otras saldrán a las aguas abiertas del estuario para completar su ciclo vital.

Ciclo vital del cangrejo azul

Ciclo vital del camarón

Muchas especies de aves se alimentan de los pequeños peces e invertebrados que viven en la marisma. Los charranes y el águila pescadora bucean en busca de peces visibles en las aguas poco profundas, mientras que los correlimos y sus parientes sondean los planos expuestos en busca de pequeños caracoles y gusanos marinos. Sólo dos aves, el palmoteador y el reyezuelo de los pantanos, anidan en las marismas del sureste. Los palmoteadores, que se oyen con frecuencia pero se ven poco, buscan cangrejos violinistas entre los tallos de Spartina y needlerush negro, donde construyen sus nidos por encima del alcance de las mareas. El reyezuelo de las marismas, que canta mucho durante la temporada de cría de primavera, teje tallos altos de Spartina para hacer nidos desordenados a lo largo de las orillas del arroyo.

Uno de los pocos reptiles permanentes del ecosistema de las marismas y arroyos es el galápago de espalda de diamante, que se desplaza a la hierba durante la marea alta para alimentarse de caracoles bígaros y se desplaza a las zonas altas para poner sus huevos por encima de la marca de la marea alta. Esta pequeña tortuga presenta una gran variedad de colores, desde el manchado y el verde claro hasta el marrón oscuro y el negro. Los caimanes pasan a menudo por las marismas salobres, pero suelen evitar las salinidades altas.

Unos pocos mamíferos entran en la plataforma de la marisma para buscar alimento, mientras que el visón, un excelente nadador, busca en la marisma y en los pequeños arroyos peces, camarones y otras presas acuáticas. Los delfines mulares abandonan las aguas más profundas del estuario para buscar presas en los arroyos poco profundos. Si tiene suerte, puede ver a los delfines alimentándose a lo largo de las orillas de los arroyos, una práctica que se denomina «alimentación en el fango».

Como resultado de estas interacciones biológicas, el ecosistema de marismas y arroyos es uno de los más productivos y complejos del planeta. De hecho, la cantidad de biomasa que produce, recicla y transporta el ecosistema de marismas y calas sólo es comparable con la de la selva tropical.

Aves buscando presas en la marisma