Con unas 10,000 a 20,000 especies diferentes en los océanos del mundo, la diversidad de especies de fitoplancton fito del griego para plantas es extremadamente rica. Estos fitoplancton forman un elemento clave de los ecosistemas oceánicos y la vida en este planeta, produciendo más oxígeno quetodos los bosques tropicales del mundo combinados. También sirven como la base fundamental de la cadena alimentaria marina.
Hasta la fecha, sin embargo, se ha sabido muy poco acerca de la diversidad geográfica y estacional del fitoplancton. Aunque se han identificado muchas especies de fitoplancton, la cuestión de cuándo y dónde ocurren está en gran parte inexplorada; a la luz de la actual crisis de biodiversidad,esto representa una seria brecha de conocimiento.
A principios de mayo, la Plataforma Intergubernamental sobre Biodiversidad y Servicios de Ecosistemas declaró en su último informe que un millón de todas las especies conocidas en la tierra están en peligro de extinción como resultado de la actividad humana y el cambio climático. Sin embargo, para muchas especies importantes,especialmente especies de la forma de vida marina más pequeña del mundo, el plancton, nuestro conocimiento de su distribución y diversidad sigue siendo inadecuado o inexistente hasta el día de hoy.
Ahora, un equipo de investigadores de ETH Zurich y el Instituto Federal Suizo para la Investigación de Bosques, Nieve y Paisaje WSL ha llenado parte de esta brecha de conocimiento. En un estudio publicado recientemente en el Avances científicos revista, modelaron la distribución espacial y temporal de más de 530 especies diferentes de fitoplancton. Como base para sus cuadros de distribución, utilizaron alrededor de 700,000 muestras de agua de todos los océanos del mundo.
Biodiversidad en mares tropicales
Su estudio revela que las aguas tropicales tienen la mayor diversidad de especies en todo momento del año. La diversidad de fitoplancton es particularmente alta en los mares del archipiélago indonesio-australiano, en partes del Océano Índico y en el Océano Pacífico ecuatorial. EnEn los subtrópicos, la biodiversidad desciende notablemente más allá de los 30 grados de latitud Norte y Sur, alcanzando sus valores más bajos alrededor de una latitud de 55 grados. La diversidad luego se recupera ligeramente hacia los polos.
"Nos sorprendió descubrir que mensualmente, los mares polares presentan una mayor diversidad que las latitudes medias", dice Damiano Righetti, autor principal del estudio. Es estudiante de doctorado con el profesor de ETH Nicolas Gruber y seniorcientífico Meike Vogt. "Es notable porque la distribución y diversidad global de especies normalmente están estrechamente vinculadas a las tendencias de temperatura ambiental".
La diversidad de especies generalmente disminuye continuamente hacia los polos, donde normalmente está en su punto más bajo. La temperatura podría ser el impulsor directo de esta disminución. Según la teoría metabólica, las temperaturas más altas aceleran el metabolismo, las mutaciones del material genético y la especiación. Esto explica por quélos trópicos son más ricos en especies que las latitudes medias y las regiones polares, como era de esperar.
Biodiversidad sorprendentemente baja en latitudes medias
El estudio revela que el fitoplancton no siempre se comporta de acuerdo con esta teoría. "Evidentemente, hay otros factores además de la temperatura que afectan la diversidad del plancton", dice Righetti. Dos de ellos podrían ser las fuertes corrientes y la turbulencia, que prevalecen en ellatitudes medias, pero menos en los mares polares o tropicales ". Las fluctuaciones estacionales y la turbulencia de los océanos en estas latitudes podrían suprimir el desarrollo de la biodiversidad, a pesar de que las temperaturas aquí son más altas que en los océanos polares", dice el ecólogo.
Righetti y sus colegas también encontraron que la diversidad de fitoplancton en las latitudes medias, a diferencia de los trópicos, varía mucho de una estación a otra. Righetti explica que aunque el número de especies en las latitudes medias es constante con el tiempo, la composición de las especies cambiaa lo largo del año: "A diferencia de los mares tropicales, la diversidad aquí es dinámica durante todo el año, pero casi no se ha realizado ninguna investigación al respecto".
Muestras recogidas en las rutas de envío
Trabajando con el profesor adjunto de ETH Niklaus Zimmermann y otros colegas de la WSL, Righetti desarrolló un modelo de computadora para mapear la distribución de la diversidad del fitoplancton. Alimentaron este modelo con datos de observación y lo usaron para proyectar dónde ocurre cada especie, con un temporalresolución de un mes.
Los datos de observación provienen de muestras de agua recolectadas durante los viajes de investigación, así como de las rutas de envío normales. Los especialistas en fitoplancton estudiaron posteriormente las muestras bajo el microscopio para determinar qué especies contenían. Con el tiempo, estos cruceros de investigación acumularon grandes cantidades de datos de observación sobrevarios miles de especies diferentes. Righetti y sus colegas reunieron los datos disponibles en una base de datos y los analizaron.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el muestreo no se ha distribuido uniformemente a través de los océanos y, en muchas regiones, no ha abarcado todas las estaciones. Gracias a los investigadores británicos, el Atlántico Norte está muy bien representado, pero existen muy pocos datos paragrandes partes de los otros océanos. Los investigadores de ETH compensaron esta distorsión en sus modelos.
Su trabajo es significativo en varios aspectos. No solo sus mapas de distribución son los primeros en cartografiar el fitoplancton; sus modelos también se pueden usar para predecir cómo podría desarrollarse la diversidad del fitoplancton en condiciones de temperatura cambiante. Aguas más cálidas como resultado deEl cambio climático podría alterar la distribución del fitoplancton. "A su vez, esto podría tener un grave impacto en toda la cadena alimentaria marina", dice Righetti.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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