En la capa superficial del océano iluminada por el sol, las microalgas fotosintéticas como las diatomeas convierten más dióxido de carbono en biomasa que los bosques tropicales de la Tierra. Al igual que las plantas terrestres, las diatomeas secuestran dióxido de carbono en carbohidratos poliméricos, en otras palabras: en azúcares de cadena larga.Sin embargo, ha resultado difícil cuantificar la cantidad de dióxido de carbono que se puede almacenar en los océanos globales a lo largo de este proceso.
Esta brecha de conocimiento despertó el interés del grupo de investigación Glicobiología Marina, que se encuentra en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina y el MARUM, Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen y coopera con el Instituto Alfred Wegener para Polare Investigación Marina. Para cerrar esta brecha, los científicos utilizaron un ensayo enzimático desarrollado recientemente para diseccionar microalgas fotosintéticas y medir las concentraciones de laminarina de azúcar de cadena larga, una importante fuente de energía para las microalgas, incluidas las diatomeas.
Laminarina fija el dióxido de carbono
Según las microalgas obtenidas de los océanos Ártico, Atlántico y Pacífico y el Mar del Norte, los investigadores estimaron que esta biomasa está compuesta en promedio por un 26 por ciento de laminarina ". Esta cantidad sugiere que la fotosíntesis en la superficie del océano produce un promedio de doce gigatoneladasde carbono anualmente en forma de alminar laminarina ", dice Stefan Becker, primer autor del estudio, publicado en la revista científica PNAS en marzo de 2020. "Esta es una gran cantidad, considerando que, de acuerdo con el Presupuesto Global de Carbono 2019, los humanos liberaron 11.5 gigatoneladas de carbono durante 2018". Sin embargo, solo una pequeña parte del carbono unido por laminarina se elimina permanentemente dela atmósfera: una gran parte se libera nuevamente a través de procesos naturales. En total, los océanos absorbieron permanentemente alrededor de 2.6 gigatoneladas de carbono en 2018. "Sin embargo, nuestros hallazgos indican que los azúcares como la laminarina también son importantes para la fijación permanente de carbono enel mar ", dice Becker.
Además, los científicos descubrieron que la laminarina comprende tanto como el 50 por ciento del carbono orgánico en partículas que contienen diatomeas que se hunden. "Por lo tanto, la laminarina desempeña un papel central en la transferencia de carbono de las aguas superficiales al océano más profundo", dice Jan-Hendrik Hehemann,líder del grupo de investigación Glicobiología Marina. "Si la laminarina se fija en aguas profundas es una cuestión adicional importante que abordaremos en el futuro".
variación durante el día
Además, como las microalgas representan la base más importante de la red alimentaria marina, los hallazgos muestran que la laminarina ocupa una posición destacada en la ecología oceánica global. Los investigadores de Bremen descubrieron que la cantidad de azúcar en las microalgas es alta,pero no siempre es lo mismo. "La concentración en las células de algas aumentó notablemente durante el día y disminuyó durante la noche, en analogía con el almacenamiento estacional de energía en las raíces y frutos de las plantas terrestres con almidón", dice Hehemann.impacto en el comportamiento de alimentación de los animales marinos, ya que la hora del día determina la cantidad de azúcar y, por lo tanto, la energía que obtienen los animales cuando comen ".
Colectivamente, estos hallazgos resaltan el papel ecológico prominente y la función bioquímica de la laminarina de azúcar en el océano.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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