Visualización de datos oceanográficos para representar los cambios a largo plazo en el fitoplancton

El fitoplancton es un productor primario que representa la base de la red trófica en los ecosistemas acuáticos ^1,2. Si bien los programas de monitoreo del fitoplancton son clave para identificar los cambios actuales y futuros en los ecosistemas marinos, su apoyo está disminuyendo con ^{el tiempo.} Debido a sus tiempos de generación relativamente cortos y su movilidad limitada, el fitoplancton es particularmente sensible al cambio climático, lo que lo convierte en una herramienta importante en el monitoreo de series temporales. Las series temporales del fitoplancton también son importantes para informar sobre la gestión de la disponibilidad de recursos basada en los ecosistemas y proporcionar contexto para eventos episódicos, como las olas de calor marinas⁴. Las series temporales a corto plazo, en cuestión de años, proporcionan información sobre la sucesión de las comunidades de fitoplancton y la dinámica estacional (por ejemplo, ^ref.5,6), mientras que las series temporales a largo plazo, como los programas Bermuda Atlantic Time Series (BATS) y Hawaii Ocean Times Series (HOTS), abarcan más de dos décadas y permiten la detección de tendencias a largo plazo ^7,8. Estos estudios ilustran el beneficio y la importancia de un registro de fitoplancton altamente resuelto para una comprensión completa de los cambios a largo plazo en los ecosistemas en entornos marinos dinámicos. Además, visualizar y comunicar estos cambios en el fitoplancton, que no se pueden ver a simple vista, son más difíciles de comprender que para los organismos que son grandes y fácilmente visibles, como los peces y las ballenas. Las visualizaciones por computadora ofrecen una técnica para explorar conjuntos de datos complejos⁹ y los gráficos ilustrativos mejorados están cada vez más disponibles (por ejemplo, Integration and Application Network, University of Maryland Center for Environmental Science). Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre ecología del fitoplancton, incluidos muchos a los que se hace referencia aquí, todavía solo presentan los resultados como gráficos de datos, lo que reduce su accesibilidad para el público en general. Dado que el fitoplancton representa la base de la red trófica en la mayoría de los sistemas marinos,^{es fundamental comunicar} su importancia a los casi 2.400 millones de personas que viven en el océano costero. Aquí, desarrollamos un protocolo con el objetivo de visualizar la diversidad y magnitud del fitoplancton, tal como se recolecta mediante un programa de monitoreo de fitoplancton.

La Serie Temporal de Plancton de la Bahía de Narragansett (NBPTS) proporciona una perspectiva a largo plazo de 60+ años (1959-presente) sobre los efectos del cambio global dentro de un contexto climático en la abundancia, estacionalidad y fenología (historia de vida) del fitoplancton. La bahía de Narragansett (NBay) es un estuario costero conectado a los sistemas más amplios de la plataforma noreste de los EE. UU. y el Atlántico noroccidental cuya producción tiene importantes implicaciones para la pesca y el uso humano a lo largo de la costa de los EE. ^UU.11. NBay se considera un sistema altamente estacional que experimenta un calentamiento de las aguas a largo plazo (1950-2015) en la región, así como cambios en los nutrientes y un aumento en la claridad del agua^12,13. Además, se ha producido una disminución de la biomasa de fitoplancton en la parte superior de la NBay relacionada con la disminución antropogénica del nitrógeno inorgánico disuelto, que se atribuye en parte a las mejoras en las plantas de tratamiento de aguas residuales¹². Los cambios en los taxones de fitoplancton, en particular las floraciones de algas nocivas (FAN), también están ocurriendo en NBay. Pseudo-nitzschia spp., que produce floraciones tóxicas generalizadas en las regiones de surgencia a lo largo de la costa oeste de los EE. UU., condujo a cierres notables de mariscos por primera vez en la historia de NBay en 2016 y 2017 14,15,16. Comunicar estos cambios a audiencias diversas es importante para aumentar la alfabetización científica y para promover el apoyo continuo a los estudios de monitoreo del fitoplancton.

El objetivo de este proyecto fue utilizar imágenes microscópicas de fitoplancton de NBay, así como datos sintetizados de NBPTS, para visualizar los cambios literales en los taxones y la biomasa de fitoplancton que están ocurriendo en NBay para comunicar y mejorar la importancia del fitoplancton para el público en general. NBPTS proporciona 60+ años de recuentos semanales de fitoplancton y biomasa disponibles públicamente para aprovechar los datos de (https://web.uri.edu/gso/research/plankton/). El producto final fue un gran mural de patrones de plancton representativos de los datos de series temporales (por ejemplo, biomasa y taxones de fitoplancton, temperatura) dentro de la propia obra de arte. Este enfoque representa un método de visualización que se puede utilizar para muchas otras series temporales de plancton en todo el mundo y también se puede adaptar para programas de monitoreo con datos estacionales a corto plazo. Los beneficios de implementar este protocolo incluyen el aumento de los esfuerzos en la visualización de datos, la comunicación científica, la educación y el compromiso con las comunidades locales.