acidificación oceánica - impacto sobre la salud ambiental

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Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental y soberanía alimentaria Patricia Castillo – Briceño [email protected] Francisco Navarrete-Mier [email protected]

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Page 1: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental y soberanía alimentaria

Patricia Castillo – Briceñ[email protected]

Francisco [email protected]

Page 2: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 3: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Temperature

AcidificaciónLevel AcidificaciónAcidification

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 4: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

CO2CarbonDioxide

(atmospheric)

H+1

Hydrogenions

HCO3-1

BicarbonateionsCO2 + H2O

Carbon Waterdioxide

H2CO3Carbonic

acid

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 5: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

• Rising levels of atmospheric CO2 : from 278 400 ppm

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 6: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

?

Noone et al 2013

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 7: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Current and predicted coastal impacts (a) and coastal dynamics (b) in response to climate change. WGIIAR5 del IPCC, 2015.

Coastal impacts Coastal dynamics

ENSO

Beach erosion

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 8: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Mora et. al. 2013. PLOS Biol.

CLIMATE CHANGE

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 9: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Equatorial zone

Tropical zone

Tropical zone

Polar zone

Temperate zone

Temperate zone

Polar zone

Equatorial Zone - Very stable environments- Organisms adapted to low variability

Zone estimation: High impact expected due to Ocean Acidification*

*Increasing international concern on the need to develop OA research in

this zone

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 10: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Period

pH

(sea surface)

CO2

(atmospheric)

Acidification

of Oceans

IND

ICA

TO

RS

+30% +170%

Pre-Industrial

(1850-1890)

Actual

(2005-2014)

2100

(Proyection)

-0.1-0.4

278 ppm 380 ppm 1000 ppm

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 11: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Contrasting futures for ocean and society from different anthropogenic CO2 emissions scenarios. Gattuso et al. Science 2015.

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 12: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Pre-Industrial

Proyection 2100

Ocean Acidification (pH)

7.1 7.7 8.3

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 13: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Ecuador

Fisheries

Aquaculture

Biodiversity

Tourism & other services

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 14: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 15: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

ImpactsAquaculture

FisheriesBiodiversity

Socio-Economic Socio-Ecological

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 16: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Impacts of Ocean Acidification

on Biodiversity

Corals Pteropods

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Page 17: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Impacts of Ocean

Acidification on

Biodiversity

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 18: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Dickson, LAOCA workshop 2014

Page 19: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Impacts of Ocean Acidification on

Fisheries & Aquaculture

OA represents a 10 billion dollars (USD) lost for world fisheries by year.

This is directly impacting the economy of coastal areas, which will be 50% of the world population by 2050.

Hilmi et al 2015. IUCN.

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 20: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

- Alteration of larval development

- Impacts on growth rates

- Low reproduction rates

- Food web disruption

Ocean Acidification on species relevant for Fisheries & Aquaculture

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 21: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 22: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Behavioral alterations on fishes

• On sensorial abilities (olfactory, visual, hearing)

• On learning and lateralization

• On prey-predator recognition system

High impact on ecological equilibrium

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 23: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Images modified from Frommel et al. 2010, Nature

Physiological alterations on fishes

• Damage on tissues and organs (liver, kidney, pancreas, eyes, gut, etc.)

• Disruptions on systems functions

• Malformations and mortality increase

High impact on survival of populations and species

CO2

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Page 24: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Crustaceans - shrimp

Pandalus borealis

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Page 25: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

PRINCIPAL AIM

To establish an integrative research program onocean acidification impacts on marine nativespecies, and to develop strategies to enhanceequatorial ecosystems resilience, in the context offood sovereignty & one-health.

SOCIO-ECOLOGICAL RESEARCH ON OCEAN ACIDIFICATION IN EQUATORIAL ECOSYSTEMS

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 26: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Action lines of the research program (4)

1. Experiments under induced OA conditions(micro- and mesocosmos in lab, and in natural high acidity systems e.g submarine CO2 seeps in the Galapagos).

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 27: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

2. Monitoring, integrating and modelling oceanographic data (current and future scenarios, of coastal & marine areas in Equatorial –Tropical Zones)

pH – alkalinity – DIC – pCO2

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 28: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

3. Implement technologic platforms (to collaborate between academia, researchers, policy makers and productive sectors related to OA)

1. Scientists exchange2. Laboratories

collaboration3. Data sharing4. Knowledge diffusion

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 29: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

4. Socio-ecological valorization and management of OA effects (biodiversity, aquaculture and fisheries)

OUTREACH!

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Page 30: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 31: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Generation of tools to assess OA- Indicator species for the zones- Biological parameters - Assessment for adaptation and mitigation

Behavioral status

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Page 32: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 33: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

EBIOAC – Ocean Acidification Mesocosm in Ecuador CONCIMAR-Ecuador 2017

1st Mesocosm for Ocean Acidification in

Ecuador

Page 34: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

EBIOAC – Ocean Acidification Mesocosm in Ecuador CONCIMAR-Ecuador 2017

CO2

AIR

SOLENOID

VALVE

REGULATOR

pH

sensor

T°sensor

PM

module Apex

controller

LAN /

Internet

Computer

Page 35: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Accurancy

± 0.02 pH units

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Page 36: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

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Page 37: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 38: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 39: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Cornwall and Hurd 2015, ICESjsm

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 40: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

7.0000

8.0000

9.0000

10.0000

2nd week

rate

of

dry

wei

ght

loss

Time

Litopenaeus vannamei

pH 8.1 pH 7.2

b

c

a= non-significantly different to initial weight

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

7.0000

8.0000

2nd week

rate

of

dry

wei

ght

loss

Time

Ucides occidentalis

pH 8.1 pH 7.2

c

d

a= non-significantly different to initial weight

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

0.0100

0.0120

0.0140

0.0160

0.0180

0.0200

2nd week

rate

of

dry

wei

ght

loss

Time

Anadara tuberculosa

pH 8.1 pH 7.2

b

c

a= non-significantly different to initial weight

Estuarine species

Page 41: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

pH 7.2 pH 8.1

Olivella spp.

Sandy beach species

Page 42: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Collaborations

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 43: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Collaborations

Page 44: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

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2014 1st LAOCA Workshop

2015 LAOCA Network creation

2016 2nd LAOCA Workshop

2016 4th International Symposium on the Ocean in

a High-CO2 World

2016 Medium - Advanced Chemical Training

2017 1st LAOCA Symposium

2018 Decision makers meeting

2018 Medium - Advanced Biological Training

Page 45: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Climate Change and Ocean Acidification research is a full team work!

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 46: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 47: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

INT7019 Project "Supporting a Global Ocean Acidification Observing Network -towards Increased Involvement of Developing States"

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 48: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Todd Martz Andrew Dickson Libby Jewett Kumiko Azetsu-Scott

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 49: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Policy MakersEnvironment,

Renovable resources andScience autorities

AcademyUniversities

Research Institutes

SocietyUsers, Inhabitants &

Wide public

IndustryFisheries

Aquaculture productors

Knowledge &Evidences for

mitigation strategies

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 50: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Biodiversity

Fisheries

Aquaculture

Lost of habitats

Food web alterations

Extintion of species

Physiological disruption

Changes on marine

communities & ecosystems

Ocean Acidification

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Page 51: Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental

Gracias!Thanks!Merci!

Lost of

habitats

Ocean

Acidification

Trophic

webs

alterations

Extintion of

species

Disruption of

organisms

physiology

Changes on

marine

communities and

ecosystems

Biodiversity

Fisheries

Aquaculture

Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador

Patricia Castillo–Briceno, [email protected]

[email protected]