Un estudio que incluyó el primer muestreo invernal de fitoplancton en el Atlántico Norte reveló células más pequeñas de lo que esperaban los científicos, lo que significa que un arma clave en la lucha contra el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera puede no ser tan poderosa como se pensaba.
Por lo tanto, los modelos de secuestro de carbono comúnmente utilizados pueden ser demasiado optimistas.
La investigación de la Universidad Estatal de Oregón sobre las algas microscópicas, parte del Estudio de aerosoles y ecosistemas marinos del Atlántico Norte de la NASA, se publicó esta semana en el Revista de la Sociedad Internacional de Ecología Microbiana .
Los hallazgos son significativos porque la floración de fitoplancton en primavera en el Atlántico Norte "es probablemente el mecanismo de secuestro de carbono biológico más grande en el planeta cada año, y el tamaño de las células determina qué tan rápido se hunde ese carbono", dijo el autor correspondiente del estudio, OSUInvestigador de microbiología de la Facultad de Ciencias Steve Giovannoni.
El investigador postdoctoral OSU Luis Bolaños es el autor principal.
El fitoplancton son organismos microscópicos en la base de la cadena alimentaria del océano y un componente clave de una bomba de carbono biológica crítica. La mayoría flota en la parte superior del océano, donde la luz solar puede alcanzarlos fácilmente.
Las pequeñas plantas tienen un gran efecto en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera al absorberlo durante la fotosíntesis. Es un sumidero natural y una de las formas más grandes de CO 2 , el gas de efecto invernadero más abundante, se elimina de la atmósfera. Comprender cómo y por qué florece el fitoplancton cada primavera es fundamental para aprender cómo los sistemas vivos de la Tierra podrían responder al cambio climático global.
A medida que el océano absorbe dióxido de carbono atmosférico, el fitoplancton usa el CO 2 y la luz solar para la fotosíntesis: los convierten en azúcares que las células pueden usar para obtener energía, produciendo oxígeno en el proceso.
Las células de fitoplancton absorben ese CO 2 eventualmente se hunde en el fondo del océano a medida que mueren. La salud ecológica del planeta depende de las floraciones regulares de plancton, como el evento de primavera en el Atlántico Norte en el que se acumulan grandes cantidades de fitoplancton en miles de millas cuadradas.
El proyecto más grande del que formaron parte Bolaños y Giovannoni, el Estudio de aerosoles y ecosistemas marinos del Atlántico Norte, fue dirigido por Michael Behrenfeld, de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la OSU. El equipo utilizó mediciones basadas en barcos y aviones y sensores satelitales y oceánicosdatos para ayudar a aclarar los ciclos anuales de fitoplancton y su relación con los aerosoles atmosféricos.
Los aerosoles son partículas diminutas suspendidas en la atmósfera que pueden afectar el clima de la Tierra y el presupuesto de radiación, al hacer rebotar la luz solar nuevamente en el espacio y, en la atmósfera inferior, al modificar el tamaño de las partículas de la nube, lo que cambia la forma en que las nubes se reflejan y absorben la luz solar.
Bolaños, Giovannoni y sus colaboradores tomaron muestras de fitoplancton en el Atlántico norte occidental a principios del invierno y la primavera para tratar de comprender cómo la comunidad de fitoplancton hizo la transición entre esas estaciones.
En una investigación anterior, Behrenfeld descubrió que el aumento en el número de fitoplancton, demostrado por las concentraciones de clorofila y carbono, comienza en pleno invierno cuando las condiciones de crecimiento son peores en lugar de comenzar por el inicio del clima primaveral.
"La capa superficial del Atlántico Norte está profundamente mezclada en invierno por las tormentas y la mezcla 'convectiva' dependiente de la temperatura", explicó Behrenfeld. "Esto hace que el fitoplancton se extienda más finamente en el agua, lo que hace que sea difícil para los pequeños animalesque comen fitoplancton para rastrear a sus presas. La reducción en la alimentación le permite al fitoplancton avanzar en el crecimiento como un acto de apertura a la floración masiva que ocurre una vez que las tormentas de invierno se desvanecen y las condiciones para el crecimiento mejoran. Al final de la primavera, los pastoreshan recuperado el terreno perdido, comiendo el fitoplancton a medida que crece y poniendo fin a la floración "
Bolaños dijo que aproximadamente la mitad de los organismos en la floración de primavera que los investigadores muestrearon no pudieron rastrearse genéticamente hasta las muestras de invierno.
"Esto sugiere que existen estrategias de historia de vida por las cuales el fitoplancton que no se puede detectar en invierno puede elevarse a números altos en la primavera, o hay una rápida rotación de la comunidad debido a la circulación de las masas de agua", dijo.
Bolaños agregó que las diatomeas, que se cree que dominan las floraciones de fitoplancton en el Atlántico Norte, a menudo no eran una gran parte de los perfiles genéticos de las muestras, y cuando eran una gran parte, las células eran pequeñas, ya sea del nano-fitoplanctonvariedad o en el extremo más pequeño de la escala de microfitoplancton.
"Los modelos biogeoquímicos a menudo están influenciados por la percepción de que las floraciones de fitoplancton del Atlántico Norte están compuestas de células grandes", dijo. "Esa percepción ha sido perpetuada por modelos que suponen que las diatomeas son células uniformemente grandes. Pero no lo son".
Los algoritmos que predicen la exportación de carbono de la clorofila detectada por satélite tienden a asignar altas tasas de exportación a las floraciones de fitoplancton según la creencia, según las observaciones desde el este del Atlántico Norte, que las diatomeas grandes dominan en su clímax.
Los hallazgos de este estudio, dijo Giovannoni, sugieren que extrapolar esas observaciones al Atlántico Norte occidental puede no ser una práctica válida.
"No estamos seguros de si nuestras nuevas observaciones de fitoplancton pequeño en el Atlántico norte occidental se deben a diferencias físicas entre el Atlántico norte occidental y oriental, el calentamiento del océano y un mayor CO atmosférico 2 concentraciones o limitaciones de métodos de investigación anteriores ", dijo." También existe la posibilidad de que nuestras observaciones fueran una anomalía, una coincidencia. No lo sabemos con certeza ".
Las celdas de menos de 20 micrómetros de diámetro constituían la mayor parte de la biomasa de fitoplancton en las muestras de estudio. Las diatomeas fueron contribuyentes importantes pero no el componente principal de la biomasa.
"Descubrimos que los taxones de fitoplancton pequeños y diversos eran inesperadamente comunes en el Atlántico norte occidental y que las influencias regionales juegan un papel importante en las transiciones de la comunidad durante la progresión estacional de las floraciones", dijo Giovannoni. "La composición profundamente contrastante de la comunidad de invierno, y la dominación de pequeños taxones que encontramos en la primavera, son características del sistema que alteran nuestra perspectiva y son áreas para futuras investigaciones. Nuestros resultados podrían tener importantes implicaciones para comprender cómo las floraciones afectan la biogeoquímica regional del carbono: las floraciones multiespecies que describimospuede tener eficiencias de exportación de carbono más bajas de lo que permiten los modelos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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