Un nuevo estudio publicado en Informes científicos por investigadores y colegas de la Universidad de Delaware revela que 100 pies debajo de la superficie del océano es una profundidad crítica para la actividad ecológica en la noche polar ártica, un período de oscuridad invernal casi continua.
Es a esta profundidad, dijeron los investigadores, que la luz atmosférica disminuye en la columna de agua y la bioluminiscencia de los organismos marinos se convierte en la fuente de luz dominante. También es el lugar de cambios significativos en la composición de los organismos luminiscentes presentes en la columna de agua..
"Resulta que aproximadamente 100 pies de profundidad es una zona de transición importante", dijo Jonathan Cohen, profesor asistente de la UD en la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente y coautor del artículo.
El equipo de investigación ha estado estudiando cuánta actividad biológica tiene lugar en la noche polar ártica desde 2012, cuando Mark Moline de la UD, director de la Escuela de Ciencias y Políticas Marinas y sus colegas en Noruega y Escocia comenzaron a explorar cómo la vida marina se enfrenta a los continuososcuridad invernal en Svalbard, Noruega. El pensamiento científico predominante hasta entonces era que la red trófica permanecía inactiva durante la noche polar.
Los investigadores dijeron que la bioluminiscencia puede ayudar a explicar cómo algunos organismos se alimentan y mantienen la actividad durante el período de la noche polar y cómo la luz aún puede participar en los procesos ecológicos incluso durante un período de oscuridad.
Tomando lista
Un hallazgo interesante en el estudio actual es que a medida que aumentaba la profundidad, aumentaba la cantidad de bioluminiscencia en la columna de agua y cambiaba la composición de la comunidad de zooplancton.
"A medida que te adentras en el agua, vimos menos dinoflagelados y más copépodos, krill y ctenóforos, que emiten una luz bioluminiscente más brillante", dijo Cohen, quien se unió al equipo de investigación en 2013.
Este cambio en la comunidad no está asociado con ninguna condición física del agua, dijeron los investigadores. Más bien, se correlaciona con lo que los investigadores denominan "profundidad de compensación de bioluminiscencia", el punto de transición en el que la luz atmosférica disminuye en la columna de agua y la bioluminiscencia tomasobre.
"Esto apunta a la funcionalidad de la bioluminiscencia que estructura la distribución vertical a través de un comportamiento posiblemente independiente de la migración", dijo Moline.
Este es un hallazgo importante ya que el Mar de Barents al sur de Svalbard, Noruega, alberga una pesquería grande e importante a nivel mundial. Los pescadores de la región están tremendamente interesados en comprender cómo los cambios en el zooplancton, como los copépodos, y la disponibilidad de zooplanctonafectan a especies de peces de importancia comercial como el bacalao y el arenque.
Los investigadores sabían por otros estudios que la distribución de zooplancton y krill en la columna de agua aumentaba alrededor de los 100 pies.
"Cuando el cielo se vuelve más brillante al mediodía durante el período de la noche polar, hay más luz atmosférica disponible bajo el agua para la depredación que durante la noche, por lo que los organismos marinos como los copépodos se retiran más abajo en la columna de agua donde es más oscuro. Queríamos saber cómo estola luz interactuó con la bioluminiscencia para influir en la vida en la columna de agua ", dijo Cohen.
Los investigadores atacaron este problema por primera vez tomando medidas de luz atmosférica en 2014 y 2015, mientras que también midieron la bioluminiscencia en el agua. Esto llevó a un estudio más detallado en 2015 de qué especies planctónicas producían luz. Finalmente, lo juntaron todo parapiense en cómo la bioluminiscencia puede ser una fuente de luz durante la noche polar.
Luego, la estudiante graduada de la UD Heather Cronin, trabajando con Cohen y Moline, creó lo que se llama un presupuesto de fotones, o presupuesto de luz, para medir cuánta luz proviene de la atmósfera y cuánta luz proviene del interior del agua con organismos brillando a través de ella.bioluminiscencia.
Para cuantificar la cantidad de bioluminiscencia e identificar qué organismos marinos estaban presentes, los investigadores utilizaron un sistema de bombeo en la columna de agua para conducir los organismos a un dispositivo especializado equipado con un fotómetro sensible.
Cuando los organismos entraron en el dispositivo, la turbulencia creada por la bomba estimuló a los animales a emitir luminiscencia o resplandor. Utilizando la cinética de luminiscencia, o el curso temporal de la producción y disipación de la luz, los investigadores midieron cómo la intensidad de la luz dentro de la bomba cambiaba con el tiempo enpara identificar las especies marinas presentes.
"Los organismos marinos luminiscentes tienen cada uno una firma luminosa única. Al observar la luz de la serie temporal generada por un destello dentro del instrumento, pudimos determinar quién estaba allí haciendo el destello", explicó Cohen. "Es una herramienta útil,particularmente en esta época del año cuando hay relativamente pocas especies presentes ".
Se sabe que la bioluminiscencia desempeña un papel fundamental para ayudar a los organismos marinos a evitar a los depredadores e incluso a esconderse en un lugar llano. Al mismo tiempo, continuó Cohen, parece que el krill y, potencialmente, los peces están utilizando la luz bioluminiscente adicional de los copépodos para encontrarcomida.
"Sabemos por el análisis del contenido intestinal que los peces y las aves marinas están activos y se alimentan en los fiordos de Svalbard durante la noche polar", explicó Cohen. "Nuestra investigación sugiere que la luz bioluminiscente puede ser una de las formas en que encuentran alimento en la oscuridad."
Conexión al cambio climático
Una preocupación que se avecina en escenarios de cambio climático es la pérdida de hielo marino.
Según Cohen, los científicos apenas están empezando a darse cuenta de que el cambio climático cambiará el entorno de luz, lo que afectará el tiempo de las floraciones de algas de hielo y fitoplancton que estimulan la temporada de crecimiento primaveral, y tal vez incluso provoquen que ocurra a principios de año..
En el Ártico, por ejemplo, el hielo marino es parte de lo que oscurece la columna de agua. Por lo tanto, si la profundidad a la que la luz atmosférica cambia a luz bioluminiscente es importante para estructurar la comunidad de zooplancton y las interacciones ecológicas entre organismos, entonces comprendercuánta luz atmosférica estará presente en la columna de agua con menos hielo marino es importante para comprender la dinámica de la red alimentaria.
La novedad en el trabajo del equipo es el enfoque en poner números y datos en los procesos que ocurren directamente antes de que comience el ciclo de primavera. El siguiente paso es realizar mediciones similares más lejos de Svalbard para validar sus hallazgos en mar abierto.
"Ser capaces de medir esta profundidad de transición nos da algo que mirar a través de las estaciones y años que podría tener implicaciones importantes para los impactos de la red trófica en un Ártico que cambia rápidamente", dijo Cohen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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