Escalando la economía azul | Centro de Información

¿Qué pasaría si las granjas verdes y sostenibles pudieran producir fuentes alternativas de combustible y alimentos nutritivos para usos culturales indígenas y mercados internacionales mientras ayudan a frenar el cambio climático?

Este es el potencial sin explotar de la acuicultura a lo largo de la costa oeste de los Estados Unidos, y los investigadores de la Universidad Estatal de San Diego están superando obstáculos, tanto regulatorios como científicos, para hacerlo realidad.

Biólogo SDSU Mateo Edwards e investigadora postdoctoral y ecologista microbiana lais lima (Doctorado, ’21) lidere un equipo de organizaciones sin fines de lucro, agencias gubernamentales, socios tribales y laboratorios en todo el país para identificar y abordar los problemas que impiden el cultivo de algas marinas del Océano Pacífico en el agua.

¿Por qué algas?

Las algas marinas, una categoría a la que pertenecen 30 tipos de algas marinas, representan el 27 % de la producción agrícola marina mundial. Se estima que los múltiples usos de las algas, en alimentos, secuestro de carbono, arte ceremonial y energía alternativa, por nombrar algunos, representan un $16.700 millones de industria a escala mundial. Pero más del 97% de las algas marinas se producen en Asia, y Estados Unidos contribuye con menos del 1% a los mercados internacionales.

El lento crecimiento de la industria en la costa oeste se atribuye en parte a la destrucción de más del 95 % de los bosques de algas marinas de California debido al calentamiento de las aguas ya la explosión de las poblaciones de erizos de mar. También se puede culpar a una red confusa de reglas locales, estatales y federales para obtener permisos para iniciar granjas de algas marinas.

Se autorizó la primera granja de algas marinas de América del Norte en 2010. Durante los siguientes 12 años, se autorizaron aproximadamente 100 granjas en el este de los Estados Unidos, donde se cultiva ampliamente la alga marina. En la costa oeste, sin embargo, solo se han iniciado 20 granjas en Alaska, donde las algas marinas son una parte importante de la cultura tribal. y en el 7,863 millas parte de la costa desde California hasta Washington, se han autorizado menos de 10 granjas de algas.

Puntos de dolor

Estudiante de maestría SDSU Leslie Boher y su pareja Torre Polizzi enfrentó los obstáculos de obtener permisos y tratar de adaptar los consejos de cultivo de la Costa Este cuando comenzó su negocio de cultivo de algas marinas, Sunken Seaweed.

La pareja primero se asoció con Edwards para estudiar cómo Ulva lactuca, o lechuga de mar, podría usarse para capturar toxinas en la Bahía de San Diego. Pero tenían sueños más grandes para la escala del cultivo de algas marinas.

Cuando la Fundación Nacional de Ciencias emitió un llamado a lo que Lima describió como «una idea lunar: algo muy colaborativo, muy aplicado y disponible» para reinventar la llamada economía azul, o agricultura acuática, los cuatro entusiastas de las algas marinas pusieron su sombrero en el cuadrilátero. .

“Se siente como un momento histórico porque esta industria tiene mucho potencial para ser renovable, sostenible y aportar mucho valor a las personas”, dijo Booher.

Después de recibir una ronda inicial de financiamiento en el otoño de 2021, Booher y Polizzi realizaron entrevistas con agricultores entusiastas y participaron en consejos tribales en asociación con Native Conservancy. Los entrevistados se hicieron eco de la propia experiencia de la pareja de que navegar por los círculos de regulaciones y permisos era un proceso desalentador, lento y costoso.

Además de los desafíos iniciales, los agricultores también enfrentan otros obstáculos para el éxito, incluida la demanda inconsistente de los compradores, la prevalencia de plagas y las algas que misteriosamente no crecen tan bien como se esperaba.

Para aliviar estos problemas, el equipo está trabajando con Greenwave, una organización sin fines de lucro dedicada a la agricultura oceánica, para desarrollar un centro en línea gratuito para los aspirantes a cultivadores de algas marinas. El centro proporcionará un software de permisos simplificado, una red de clientes y un manual de mejores prácticas basado en la investigación de Lima y Edwards.

«En ciencia, el enfoque suele ser investigar preguntas interesantes», dijo Lima. “Con este proyecto, todo lo que pensamos y diseñamos debe ayudar a las personas, a un sector, a una comunidad”.

microbios misteriosos

Responder a las incógnitas de lo que ayuda a que las algas crezcan mejor tomará una página del manual de cultivo de tierras.

«En la agricultura terrestre, el microbioma ya se reconoce como importante para el ciclo de nutrientes y la fotosíntesis», dijo Lima. «El maíz y la soja se optimizaron con sus comunidades de microbiomas».

Sin embargo, qué microbios son socios beneficiosos para impulsar la productividad de los cultivos es mucho menos conocido en el océano.

Aplicando su experiencia en metagenómica y ecología, los investigadores están analizando qué organismos microscópicos cohabitan con algas marinas sanas y qué funciones desempeñan en el crecimiento de las algas marinas.

En uno de los proyectos de muestreo de algas marinas más grandes y distribuidos en el espacio, el equipo de SDSU y sus socios utilizaron jeringas hechas a medida llamadas súper ventosas para recolectar tanto el ambiente del agua de mar como el tejido de algas de más de 125 muestras de siete especies en siete granjas existentes. en San Diego, Alaska.

El análisis preliminar de Lima de estas muestras reveló 30 tipos de bacterias y virus que podrían beneficiar el crecimiento de las algas marinas.

Las muestras de algas marinas gigantes de las granjas tenían comunidades bacterianas similares, que evitan que los organismos bioincrustantes no deseados crezcan en las hojas de algas marinas, a un lecho de algas naturales cercano, lo que sugiere que estas granjas probablemente no tengan un impacto negativo en el ecosistema oceánico. Además, diferentes especies de algas marinas dependían de una variedad de socios microbianos para el ciclo del nitrógeno, que es esencial para el crecimiento de las algas marinas y, a menudo, más limitado en aguas cálidas.

En la próxima fase del proyecto, los investigadores de SDSU y sus colaboradores realizarán experimentos y analizarán más a fondo los genomas microbianos para verificar qué combinaciones de comunidades bacterianas, temperatura, velocidad de flujo y profundidad de la granja serán más productivas. El desarrollo de probióticos para mejorar diferentes características físicas de las algas, como el sabor deseado, la textura crujiente, hojas más grandes o adaptaciones a temperaturas más altas, está en el horizonte.

«Es muy emocionante estar en esta posición donde la ciencia se encuentra con los negocios», dijo Edwards.