Los investigadores han descubierto que los miles de millones de organismos marinos unicelulares conocidos como fitoplancton pueden desplazarse de una región de los océanos del mundo a casi cualquier otro lugar del mundo en menos de una década.
Los investigadores descubrieron que el mismo principio puede aplicarse a los desechos plásticos, partículas radiactivas y prácticamente a cualquier otro flotador y espuma artificial que ensucie nuestros mares. La contaminación puede convertirse en un problema lejos de donde se originó en unos pocos años.
El hallazgo de que los objetos pueden moverse alrededor del mundo en solo 10 años sugiere que la biodiversidad oceánica puede ser más resistente al cambio climático de lo que se pensaba anteriormente, según un estudio publicado esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza . El fitoplancton forma la base de la cadena alimentaria marina, y su rápida expansión podría permitirles repoblar rápidamente áreas donde los mares cálidos o la acidificación de los océanos los han diezmado.
"Nuestro estudio muestra que el océano es bastante eficiente para mover cosas", dijo Bror Fredrik Jönsson, investigador asociado en el Departamento de Geociencias de Princeton, quien realizó el estudio con el coautor James R. Watson, un ex postdoctoral de Princetoninvestigador que ahora es investigador en la Universidad de Estocolmo.
"Esto es una sorpresa para mucha gente, y de hecho pasamos unos dos años confirmando este trabajo para asegurarnos de que lo hicimos bien", dijo Jönsson.
Uno de los puntos fuertes del modelo es su enfoque de seguir el fitoplancton donde quiera que vayan en todo el mundo en lugar de centrarse en su comportamiento en una región, dijo Jönsson. Debido a que la mayoría de los organismos marinos son móviles, este enfoque de seguimiento de partículas puede proporcionar nuevas ideasen comparación con el enfoque de estudiar un área del océano.
El modelo resultante funciona para objetos que no tienen la capacidad de controlar su movimiento, como el fitoplancton, las bacterias y los desechos hechos por el hombre. Organismos que pueden controlar su movimiento incluso una pequeña cantidad, como el zooplancton, que puede controlar su posición vertical enagua - no se tienen en cuenta en el modelo. Tampoco se aplica el modelo a objetos tales como botes que sobresalen por encima del agua y pueden ser empujados por los vientos superficiales.
El equipo aplicó un algoritmo informático para calcular la ruta más rápida que un objeto puede recorrer a través de las corrientes oceánicas entre varios puntos del mundo. La mayoría de los estudios anteriores solo analizaron el movimiento del fitoplancton dentro de las regiones. La base de datos resultante, dijo Jönsson, es análoga ala tabla de kilometraje que se encuentra en una hoja de ruta o atlas que muestra la distancia entre dos ciudades, excepto que Jönsson y Watson indican la velocidad de viaje entre diferentes puntos.
Los investigadores confirmaron que los tiempos de viaje calculados por su modelo fueron similares al tiempo en que los objetos reales arrojados accidentalmente al océano para ser transportados por las corrientes. Por ejemplo, 29,000 patos de goma y otros juguetes de baño de plástico se cayeron de un carguero chino en1992 y desde entonces han sido rastreados como un método para comprender las corrientes oceánicas. Una utilidad similar surgió del "Gran derrame de calzado de 1990" cuando más de 60,000 zapatillas deportivas Nike se hundieron en el océano cerca de Alaska y han estado montando las corrientes del PacíficoNoroeste desde entonces. El modelo de los investigadores también coincidió con la cantidad de tiempo que las partículas radiactivas tardaron en llegar a la costa oeste de los Estados Unidos desde la planta de energía nuclear Fukushima I de Japón, que liberó grandes cantidades de materiales radiactivos en el Océano Pacífico después de grandes daños causados porun tsunami en marzo de 2011. El tiempo real de viaje de los materiales fue de 3.6 años; el modelo calculó que tomaría 3.5 años.
Para crear el modelo, Jönsson y Watson obtuvieron datos de corriente superficial de una base de datos de corrientes superficiales globales modeladas desarrolladas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts y alojadas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California. En este mundo virtual liberaron miles de partículas querepresentó el fitoplancton y luego realizó simulaciones varias veces, comparó las ejecuciones pasadas y presentes en busca de precisión y realizó ajustes para mejorar el modelo. Eventualmente rastrearon más de 50 mil millones de posiciones de partículas, que es solo una fracción del número real de fitoplancton en el océano.
Debido a que el fitoplancton se reproduce principalmente de manera asexual, lo que significa que un organismo solo puede producir descendencia, solo un individuo necesita llegar a una nueva área para colonizarlo. Este hecho llevó al equipo a analizar el tiempo más corto que se necesita para dar la vuelta al mundoen lugar del tiempo promedio. "La regla para nuestro fitoplancton era 'conducir lo más rápido posible'", dijo Jönsson.
Para reducir los recursos informáticos necesarios para rastrear las partículas, los investigadores calcularon la forma más rápida de llegar de un lugar a otro utilizando un acceso directo comúnmente utilizado por aplicaciones de teléfonos inteligentes y sistemas de navegación en el automóvil. El método, llamado "algoritmo de Dijkstra"después del fallecido científico informático holandés Edsger Dijkstra que lo desarrolló en la década de 1950, calcula cómo llegar de A a C si conoce la ruta de A a B y de B a C.
"El algoritmo de Dijkstra es una forma de optimizar el camino más corto entre dos posiciones cuando tienes una red de ubicaciones posibles, y lo usamos para encontrar caminos cuando no había un enlace directo de una región a otra", dijo Watson.
Aunque cada paso en el camino de una región a otra puede ser poco probable, el hecho de que un solo organismo de fitoplancton, que vive solo unas pocas semanas, pueda dar lugar a millones de descendientes significa que incluso los caminos poco probables tendrán algunos seguidores.
El profesor de Ciencias del Mar Per Jonsson en el Centro de Mar y Sociedad de la Universidad de Gotemburgo en Suecia dijo que el análisis ofrece una nueva perspectiva sobre la conectividad global. "Este es el primer intento de identificar escalas de tiempo de conectividad y posibles barreras de dispersión para el planctonen todos los océanos ", dijo Jonsson, quien no tuvo ningún papel en la investigación y no está relacionado con el autor del estudio Bror Jönsson." El mensaje general es que todas las partes de la superficie del océano están conectadas en escalas de tiempo sorprendentemente cortas.
"Esto implica que las disminuciones regionales en la aptitud del plancton debido al cambio climático pueden verse amortiguadas por la inmigración relativamente rápida junto con la clasificación comunitaria o el cambio evolutivo", continuó Jonsson. "Los autores también ofrecen una herramienta práctica y predictiva para una gama de estudios sobredispersión oceánica global, incluida la propagación de contaminantes y desechos marinos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Catherine Zandonella. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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