Estudio de arrecifes y buceo a profundidad




El buzo con recirculador de la NOAA Brian Hauk documenta fotográficamente algas y corales bentónicos.

El Monumento Nacional Marino Papahanaumokuakea (PMNM, Papahanaumokuakea Marine National Monument) en las islas de Sotavento de Hawái es el área de conservación marina más grande de Estados Unidos y una de las más grandes del mundo. Sus atolones, islas, arrecifes, pináculos y los hábitats circundantes lo convierten en uno de los últimos lugares salvajes en expansión en la Tierra.

Hasta hace poco tiempo, la investigación de los arrecifes de coral se había centrado en el tercio del hábitat que se encuentra a menor profundidad, mientras que las regiones más profundas casi no habían sido exploradas. Por eso, todavía existen muchas especies que no han sido identificadas o incluso descubiertas. Pero mientras los arrecifes de coral sigan estando bajo amenaza, preservar el hábitat y la diversidad de las especies es cada vez más importante. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) reconoce que la exploración exhaustiva de estos sistemas de arrecifes es fundamental para comprender cuál es el aporte de los arrecifes de Hawái a la biodiversidad mundial. El buceo es un elemento necesario de esta exploración, pero todavía no se comprende por completo el impacto fisiológico a largo plazo de las exposiciones al buceo profundo. Los buzos dependen de computadoras de buceo, modelos matemáticos y algoritmos de descompresión que se han probado de manera limitada en seres humanos. Es por eso que queda mucho por aprender.

El estudio de la biodiversidad del archipiélago hawaiano a través del buceo ha dado a los científicos la oportunidad única de controlar el impacto fisiológico de las inmersiones profundas y así ampliar el conocimiento de la ciencia del buceo, especialmente en lo que respecta al riesgo de descompresión.
Los buzos y el equipo
Las regiones más profundas son particularmente interesantes debido a la potencial protección y respaldo que proveen a los sistemas de arrecifes de poca profundidad durante y después de las alteraciones ambientales.1 Los ecosistemas coralinos mesofóticos (meso significa medio y fótico significa luz), que se encuentran en zonas tropicales y subtropicales a profundidades de 30 a 150 metros (100 a 500 pies), son extensiones de los entornos coralinos que se encuentran más cerca de la superficie. En Hawái, se han registrado corales duros hasta una profundidad de 150 metros (500 pies). Estos arrecifes nunca habían sido explorados antes del primer viaje del barco de la NOAA Hi'ialakai, que desde hace seis años realiza expediciones de investigación mesofótica.

Si bien a estas profundidades se pueden utilizar vehículos operados remotamente (ROV, por sus siglas en inglés) y otros vehículos sumergibles, esto tiene algunas desventajas. El uso de vehículos sumergibles tripulados y buques de soporte puede costar más de 50.000 USD por día. La limitada destreza mecánica de estos vehículos hace que sean opciones deficientes para recolectar vida marina diminuta o delicada. Al realizar censos visuales de peces, el uso de maquinaria grande y ruidosa puede hacer que sea más difícil aproximarse a la vida marina, especialmente en comparación con buzos que usan recirculadores de circuito cerrado (CCR, por sus siglas en inglés), que minimizan la intrusión en el entorno.
La fisiología y el estrés descompresivo
La enfermedad por descompresión (EDC) se compone de una variedad de síntomas que se originan a partir de un estrés descompresivo mayor de lo que puede tolerarse. Existen diversas variables que afectan al estrés descompresivo. Lo que aún no se comprende bien es cómo estas variables influyen en última instancia en el riesgo de EDC, ya sea de manera independiente o conjunta. Un mayor conocimiento acerca del estrés descompresivo podría ayudar a los investigadores a determinar qué factores pueden actuar en diferentes momentos. El desafío yace en entender de qué manera y en qué momento pueden o no ser importantes varios factores. Para comprender mejor el estrés descompresivo y el riesgo de descompresión, se deben llevar a cabo estudios de laboratorio y de campo.

Los estudios de laboratorio en un entorno controlado, como una cámara hiperbárica, son un elemento esencial para evaluar el impacto de los factores como la presión, el ejercicio y el estrés térmico en el riesgo de EDC. La capacidad de analizar individualmente estas y otras variables es un gran beneficio de la investigación en laboratorio. Los estudios de campo son menos controlados, pero posibilitan la exposición a condiciones realistas que no se suelen poder recrear completamente en el laboratorio. En los estudios de campo, los buzos se someten a varios factores simultáneos que provocan un impacto general en la fisiología y, posteriormente, en el riesgo de EDC. Si bien las características de los estudios de campo pueden dificultar la comprobación de hipótesis y el desarrollo de datos científicos aptos para publicación, los resultados pueden reflejar mejor las actividades en el mundo real.

La última expedición de la NOAA fue organizada por el Dr. Randall Kosaki, superintendente interino de investigación y operaciones de campo. Como parte de este proyecto, se realizaron trabajos en colaboración con un equipo científico de DAN® liderado por el Dr. Neal Pollock, director de investigación de DAN. La colaboración brindó a estos investigadores acceso a una extensa serie de inmersiones que hubiera sido difícil y costosa de replicar en un laboratorio.
Monitoreo del buceo de campo

El buzo Daniel Wagner se somete a una espirometría a bordo del barco de investigación Hi’ialakai.
El estudio de perfiles de descompresión en el campo presenta una oportunidad única para comprender mejor el impacto de estas exposiciones, particularmente en lo que respecta a la formación de burbujas y el riesgo de EDC. Poder hacer un seguimiento de un solo grupo de buzos por un tiempo prolongado arroja información que no podría recabarse en un período más corto. Las instalaciones y el equipo de buzos científicos y técnicos de la NOAA pueden llevar a cabo una amplia variedad de inmersiones. En general, los buzos de la NOAA hacen inmersiones con tiempos de fondo de 20 minutos a profundidades de 85 a 100 metros (280 a 330 pies), seguidas de aproximadamente 80 a 120 minutos de descompresión.

Los sujetos de estudios de campo de control de buceo tienen acceso a mediciones en tiempo real del estrés descompresivo después de sus inmersiones. Por ejemplo, en el ecocardiograma transtorácico (ETT) se utiliza ultrasonido para crear imágenes en movimiento de las cavidades del corazón y de cualquier burbuja visible que pueda aparecer después de una inmersión. Tanto los sujetos como el programa se benefician viendo estas mediciones del estrés descompresivo que normalmente no podrían ver. La información recopilada puede usarse para modificar conductas personales e incluso prácticas operativas del programa de buceo. Si se mejora el uso conservador del manejo del riesgo, es posible que aumente la consideración de la influencia que tienen estas exposiciones en la fisiología humana, algo que es relevante para todos los buzos.
Trabajo en colaboración
Estudiar buzos científicos que se someten a perfiles de buceo dinámicos y extremos proporciona una oportunidad para establecer si las computadoras y los modelos de buceo en los que confían ofrecen el control adecuado para prevenir la formación de burbujas. Además, permite investigar la existencia de configuraciones más conservadoras que puedan ayudar a disminuir el riesgo de EDC. Si se comprende mejor cómo funciona la interrelación entre el estrés descompresivo y los diversos factores que inciden en la fisiología, es posible que se aprenda más sobre el riesgo de EDC. Las lecciones aprendidas por medio de esta investigación pueden aumentar la seguridad en la práctica del buceo, no solo para estos buzos de investigación, sino para toda la comunidad del buceo científico y, quizá, la comunidad del buceo recreativo.

Referencias
1. Muir P, Wallace C, Bridge TCL, Bongaerts P. Diverse staghorn coral fauna on the mesophotic reefs of North-East Australia. PLoS One. 2015; 10(2): e0117933.
Más información
El barco
El Hi‘ialakai, que en hawaiano significa "transitar los caminos que llevan al mar", es una pieza fundamental de la misión de explorar, comprender y proteger los hábitats de los arrecifes de coral del PMNM. Sus operaciones científicas incluyen estudios de campo que trazan mapas de los ecosistemas de arrecifes de coral, llevan a cabo evaluaciones bioanalíticas, miden la salud de los arrecifes y estudian las poblaciones de peces. Además de transportar barcos de trabajo más pequeños para llevar y traer a los buzos a las zonas de trabajo, este barco de investigación de 68 metros (224 pies) de longitud también cuenta con una cámara de recompresión con dos esclusas para tres personas. Si se produce un accidente de buceo, el buzo puede recibir tratamiento en el barco.

Nuevas especies
El número de especies conocidas de peces en el PMNM ha crecido más del 25 %, lo

Un antias amarillo (Odontanthias fuscipinnis) decora el arrecife a 91 metros (300 pies) de profundidad en el atolón Midway.
cual constituye un aumento significativo en la biodiversidad identificada. Se han recolectado más de 70 especies de algas coloridas que la ciencia no había descubierto hasta este entonces. En la última expedición, se descubrió que las poblaciones de peces en los arrecifes profundos a 100 metros (330 pies) de profundidad en el atolón Kure (el arrecife más septentrional del archipiélago hawaiano) están compuestas totalmente por especies endémicas (es decir, que no se encuentran en otros lugares). En ningún otro ecosistema marino del mundo se había observado este nivel de endemismo.

© Alert Diver — 1er Trimestre 2017