Acidificación Oceánica - impacto sobre la salud ambiental y soberanía alimentaria
Patricia Castillo – Briceñ[email protected]
Francisco [email protected]
Desafíos y oportunidades en las investigaciones sobre acidificación oceánica en Ecuador
Temperature
AcidificaciónLevel AcidificaciónAcidification
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CO2CarbonDioxide
(atmospheric)
H+1
Hydrogenions
HCO3-1
BicarbonateionsCO2 + H2O
Carbon Waterdioxide
H2CO3Carbonic
acid
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• Rising levels of atmospheric CO2 : from 278 400 ppm
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?
Noone et al 2013
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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
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Mora et. al. 2013. PLOS Biol.
CLIMATE CHANGE
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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
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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
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Contrasting futures for ocean and society from different anthropogenic CO2 emissions scenarios. Gattuso et al. Science 2015.
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Pre-Industrial
Proyection 2100
Ocean Acidification (pH)
7.1 7.7 8.3
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Ecuador
Fisheries
Aquaculture
Biodiversity
Tourism & other services
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ImpactsAquaculture
FisheriesBiodiversity
Socio-Economic Socio-Ecological
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Impacts of Ocean Acidification
on Biodiversity
Corals Pteropods
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Impacts of Ocean
Acidification on
Biodiversity
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Dickson, LAOCA workshop 2014
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.
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- Alteration of larval development
- Impacts on growth rates
- Low reproduction rates
- Food web disruption
Ocean Acidification on species relevant for Fisheries & Aquaculture
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Behavioral alterations on fishes
• On sensorial abilities (olfactory, visual, hearing)
• On learning and lateralization
• On prey-predator recognition system
High impact on ecological equilibrium
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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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Crustaceans - shrimp
Pandalus borealis
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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
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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).
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2. Monitoring, integrating and modelling oceanographic data (current and future scenarios, of coastal & marine areas in Equatorial –Tropical Zones)
pH – alkalinity – DIC – pCO2
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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
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4. Socio-ecological valorization and management of OA effects (biodiversity, aquaculture and fisheries)
OUTREACH!
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Generation of tools to assess OA- Indicator species for the zones- Biological parameters - Assessment for adaptation and mitigation
Behavioral status
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EBIOAC – Ocean Acidification Mesocosm in Ecuador CONCIMAR-Ecuador 2017
1st Mesocosm for Ocean Acidification in
Ecuador
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
Accurancy
± 0.02 pH units
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Cornwall and Hurd 2015, ICESjsm
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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
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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
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pH 7.2 pH 8.1
Olivella spp.
Sandy beach species
Collaborations
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Collaborations
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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
Climate Change and Ocean Acidification research is a full team work!
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INT7019 Project "Supporting a Global Ocean Acidification Observing Network -towards Increased Involvement of Developing States"
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Todd Martz Andrew Dickson Libby Jewett Kumiko Azetsu-Scott
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Policy MakersEnvironment,
Renovable resources andScience autorities
AcademyUniversities
Research Institutes
SocietyUsers, Inhabitants &
Wide public
IndustryFisheries
Aquaculture productors
Knowledge &Evidences for
mitigation strategies
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Biodiversity
Fisheries
Aquaculture
Lost of habitats
Food web alterations
Extintion of species
Physiological disruption
Changes on marine
communities & ecosystems
Ocean Acidification
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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
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Patricia Castillo–Briceno, [email protected]