Floresta de algas (também floresta de kelp ou bosque submarino) são comunidades submarinas com alta densidade de macroalgas (na sua maior parte da ordem Laminariales) que ocorrem em extensa áreas da zona nerítica (eufótica) ao longo das costas continentais em regiões de águas frias e abundantes em nutrientes. Consideradas como um dos mais ricos e dinâmicos ecossistemas da Terra,Mann, K.H. 1973. Seaweeds: their productivity and strategy for growth. Science 182: 975-981. estas florestas de grandes algas cobrem cerca de 25% das zonas de fundos eufóticos das regiões oceânicas costeiras temperadas e subpolares,Kelp Forest - an overview | ScienceDirect Topics mas em 2007 também foram encontradas florestas de algas em águas tropicais das costas do Equador.Graham, M.H., B.P. Kinlan, L.D. Druehl, L.E. Garske, and S. Banks. 2007. Deep-water kelp refugia as potential hotspots of tropical marine diversity and productivity. Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 16576-16580. Áreas isoladas de macroalgas ancoradas ao fundo são designadas por bancos de algas ou bancos de kelp. Descrição As florestas de algas são fisicamente constituídas por densas populações de macroalgas marinhas, na sua vasta maioria pertencentes à ordem Laminariales da classe Phaeophyceae (as algas castanhas), as quais fornecem um habitat único para um conjunto alargado de organismos marinhos pertencentes aos mais diversos filos.Christie, H., Jørgensen, N.M., Norderhaug, K.M., Waage-Nielsen, E., 2003. Species distribution and habitat exploitation of fauna associated with kelp (Laminaria hyperborea) along the Norwegian coast. Journal of the Marine Biological Association of the UK 83, 687-699.
A elevada biodiversidade destes ecossistemas e a diversidade de nichos ecológicos por eles criada, são uma importante fonte para a compreensão de muitos processos ecológicos globais, razão pela qual desde meados do século passado estas florestas submarinas têm sido o foco de uma intensa investigação, particularmente no estudo da ecologia trófica, e continuam a fornecer conhecimentos importantes que são relevantes para além desse ecossistema único. Por exemplo, as florestas de algas podem influenciar os padrões oceanográficos costeiros, nomeadamente a intensidade das correntes,Jackson, G.A. and C.D. Winant. 1983. Effect of a kelp forest on coastal currents. Continental Shelf Report 2: 75-80. e fornecer muitos serviços ecossistémicos específicos.Steneck, R.S., M.H. Graham, B.J. Bourque, D. Corbett, J.M. Erlandson, J.A. Estes and M.J. Tegner. 2002. Kelp forest ecosystems: biodiversity, stability, resilience and future. Environmental Conservation 29: 436-459.
No entanto, a influência humana muitas vezes contribuiu para a degradação das floresta de algas, sendo particularmente preocupantes os efeitos da sobrepesca sobre os ecossistemas costeiros próximos do litoral, que podem libertar os herbívoros da sua regulação populacional normal, com o consequente sobrepastoreio das algas que constituem as florestas ou bancos.Sala, E., C.F. Bourdouresque and M. Harmelin-Vivien. 1998. Fishing, trophic cascades, and the structure of algal assemblages: evaluation of an old but untested paradigm. Oikos 82: 425-439.
O sobrepastoreio pode resultar na rápida transição para zonas áridas, despojadas de algas, especialmente quando estejam presentes grandes populações de ouriços do mar, onde relativamente poucas espécies persistem.Dayton, P.K. 1985a. Ecology of kelp communities. Annual Review of Ecology and Systematics 16: 215-245.Norderhaug, K.M., Christie, H., 2009. Sea urchin grazing and kelp re-vegetation in the NE Atlantic. Marine Biology Research 5, 515-528 A destruição, por equinodermes, das florestas de algas e de fanerogâmicas marinhas em resultado de desequilíbrios populacionais induzidos pela pesca é uma das grandes ameaças à sustentabilidade das florestas de algas. A implementação de áreas marinhas protegidas é uma estratégia de gestão útil para abordar essas questões, uma vez que pode limitar os impactes da pesca e proteger o ecossistema dos efeitos conjugados de outros factores ambientais indutores de pressões ecológicas.
As algas gigantes (os kelps) estão associados principalmente às águas temperadas e árcticas. Entre os géneros de macroalgas dominantes, Laminaria está principalmente associada aos dois lados do Atlântico Norte e às costas da China e Japão; Ecklonia ocorre nas costas do sul da Austrália, Nova Zelândia e África do Sul; e Macrocystis é dominante em todo o nordeste e sueste do Oceano Pacífico e nos arquipélagos do Oceano Pacífico, ocorrendo também nas costas da Austrália, Nova Zelândia e África do Sul. A região com maior diversidade de kelps (mais de 20 espécies distintas) é o Pacífico Nordeste, desde o norte de San Francisco (Califórnia), até às ilhas Aleutas, no Alasca.
Embora das grandes florestas de algas serem desconhecidas nas águas tropicais de superfície, sabe-se que algumas espécies de Laminaria ocorrem exclusivamente em águas profundas tropicais, no limite inferior da zona eufótica.Joly, A.B. and E.C. Oliveira Filho. 1967. Two Brazilian Laminarias. Instituto de Pesquisas da Marinha 4: 1-7.Petrov, J.E., M.V. Suchovejeva and G.V. Avdejev. 1973. New species of the genus Laminaria from the Philippines Sea. Nov Sistem. Nizch. Rast. 10: 59-61. Acredita-se que esta ausência generalizada das grandes macroalgas marinhas nos trópicos se deve principalmente a níveis insuficientes de nutrientes associados às águas mornas e oligotróficas prevalecentes nas zonas costeiras daquelas regiões.
Um estudo que sobrepôs espacialmente os parâmetros físicos necessários para a presença de macroalgas ao padrão de distribuição das condições oceanográficas médias e produziu um modelo que prevê a existência de kelps de subsuperfície nos trópicos até profundidades de 200 m. Numa vasta região onde essas condições se verificam, em torno das ilhas Galápagos, o modelo local foi refinado com dados em escala mais densa e testado, tendo os investigadores encontrado prósperas florestas de algas em todos os oito locais amostrados, todos previstos pelo modelo. Essa constatação permite a validação desta abordagem e vem confirmar que o factor limitante à formação de florestas de algas nos trópicos e subtrópicos é a disponibilidade de nutrientes na coluna de água da região nerítica. Isso sugere que o modelo global de distribuição com base nesses factores físico-químicos pode realmente ser bastante preciso e, nesse caso, as florestas de algas podem ser prolíficas em águas tropicais subsuperficiais em todo o mundo. A importância dessa contribuição foi rapidamente reconhecida dentro a comunidade científica e levou a uma trajectória inteiramente diferente na procura por florestas de algas, enfatizando particularmente o potencial de um refúgio espacial contra as mudanças climáticas, ao mesmo tempo que contribui para o entendimento dos padrões evolutivos de kelps em todo o mundo.Santelices, B. 2007. The discovery of kelp forests in deep-water habitats of tropical regions. Proceedings of the NationalAwan Riak Academy of Sciences 104: 19163-19164. Formações de kelp
O termo kelp refere-se a formações submarinas de grandes macroalgas pertencentes à ordem Laminariales (presentemente no filo Heterokontophyta). Embora não seja considerada uma ordem taxonomicamente muito biodiversa, os kelps são altamente diversos em termos estruturais e funcionais. As espécies mais amplamente conhecidas são os kelps gigantes (género Macrocystis), embora numerosos outros géneros, como Laminaria, Ecklonia, Lessonia, Alaria e Eisenia, contribuam para a formação das florestas de algas.
Uma grande variedade de vida marinha utiliza as florestas de algas para protecção ou alimento, incluindo múltiplas espécies de peixes. Nas florestas de algas do Pacífico Nordeste, estas florestas abrigam uma diversificada fauna, com destaque para os bodiões da família Sebastidae e muitos invertebrados, como anfípodes, camarões, búzios, poliquetas e ofiuroides. Vários mamíferos marinhos e aves também dependem destes ecossistemas, incluindo focas, leões-marinhos, baleias, lontras-marinhas, gaivotas, andorinhas-do-mar, garça-branca (Egretta thula), garça-azul (Ardea herodias) e corvos-marinhos, bem como bem como algumas aves costeiras que se alimentam das algas arrojadas nas praias.Kelp forests provide habitat for a variety of invertebrates, fish, marine mammals, and birds NOAA. Updated 11 January 2013. Retrieved 15 January 2014.
Estas macroalgas são frequentemente consideradas como espécies construtoras de ecossistemas, por vezes designadas por organismos engenheiros de ecossistemas, fornecendo um substrato físico que resulta em nichos ecológicos diversificados e habitats para as comunidades específicas das florestais de algas.Jones, C.G., J. H. Lawton and M. Shachak. 1997. Positive and negative effects of organisms as physical ecosystem engineers. Ecology 78: 1946-1957. Nas algas (reino Protista), o corpo de um organismo individual é conhecido como um talo e não como uma planta (reino Plantae). A estrutura morfológica de um talo de kelp é definida por três unidades estruturais básicas: O rizoide (ou crampon), uma massa semelhante a uma raiz que ancora o talo ao substrato (o fundo do mar), que embora, ao contrário das raízes verdadeiras, não é responsável por absorver e fornecer nutrientes para o restante talo. O estipe, análogo a um caule de planta, estendendo-se verticalmente a partir do ponto de fixação e fornecendo uma estrutura de suporte para as outras estruturas anatómicas da alga. As lâminas, formando as frondes, são estruturas análogas ao limbo das folhas das plantas, que se estendem a partir do estipe, por vezes ao longo de todo o seu comprimento, e são as estruturas de captação de nutrientes e de actividade fotossintética. Além disso, muitas espécies de macroalgas apresentam pneumatocistos, vesículas cheias de gás (maioritariamente monóxido de carbono), geralmente localizadas na base das lâminas, próximo da sua inserção no estipe. Essas estruturas fornecem a flutuabilidade necessária para as algas manterem uma posição vertical na coluna de água.
Os factores ambientais necessários para a sobrevivência das macroalgas incluem a disponibilidade de um substrato duro (geralmente rocha ou areia), grande disponibilidade de nutrientes (entre os quais azoto assimilável e fósforo) e de radiação solar (dose mínima anual de irradiância Ee > 50 Wm−2).Druehl, L.D. 1981. The distribution of Laminariales in the North Pacific with reference to environmental influences. Proceedings of the International Congress on Systematic Evolution and Biology 2: 248-256.
As florestas de algas especialmente produtivas tendem a ocorrer associadas a áreas de ressurgência oceânica significativa, um processo de circulação oceânica que fornece água fria e rica em nutrientes carreados desde às águas de profundidade à camada superficial de mistura. O fluxo de água e a turbulência facilitam a assimilação de nutrientes através das frondes das algas que se prolongam ao longo da coluna de água e são por ela constantemente agitadas.Wheeler, W.N. 1980. Effect of boundary layer transport on the fixation of carbon by the giant kelp Macrocystis pyrifera. Marine Biology 56: 103-110. A transparência das águas determina a profundidade até onde pode ser transmitida luz suficiente para manter a fotossíntese, fixando por essa via a profundidade máxima de ancoragem das macroalgas.