Ocean Sentry
El fitoplancton, microbios fotosintéticos unicelulares, desempeña una función fundamental en el ciclo global de carbono y alimentar las redes marinas tróficas. Globalmente, la productividad de fitoplancton está regulada por la disponibilidad de nutrientes esenciales tales como el nitrógeno y el hierro.
Investigadores del Centro Helmholtz de Investigación Oceánica GEOMAR, en Kiel, han podido revelar que el crecimiento del fitoplancton a lo largo de enormes extensiones del océano no está limitado por un único nutriente sino por múltiples nutrientes simultáneamente.
El estudio ha sido publicado hoy en la revista cientítica Nature.
El flujo de nutrientes a la superficie del océano está cambiando. Casi con certeza, tales cambios influirán en la productividad del fitoplancton y afectarán a las redes alimentarias marinas y al ciclo de carbono. Pero, ¿cómo se verá afectada exactamente la productividad de fitoplancton? Para responder a esa pregunta, es importante conocer qué nutrientes limitan el crecimiento del fitoplancton en el océano. Las mediciones de las concentraciones de nutrientes en el océano han revelado un agotamiento generalizado de múltiples elementos simultáneamente. Sin embargo, hasta la fecha, ningún estudio experimental ha demostrado de forma convincente la llamada colimitación del crecimiento debido a más de un nutriente a lo largo de enormes extensiones del mar.
Un equipo internacional de investigadores conducidos por el biogeoquímico marino el Dr. Thomas Browning, del Centro Helmholtz para la Investigación Marina, ha demostrado que a lo largo de amplias regiones del Atlántico Sur se requiere una combinación de dos nutrientes para estimular cualquier crecimiento del fitoplancton, mientras que en algunos casos se requieren hasta tres nutrientes separados para maximizar el crecimiento. “La colimitación de nutrientes ha sido propuesta en muchas ocasiones anteriormente. Sin embargo, nosotros hemos podido demostrarlo por primera vez de forma experimental en enormes extensiones oceanográficas,” dice.
El estudio se basa en los resultados de una expedición conducida como parte del Programa GEOTRACES en el barco de investigación alemán METEOR frente a la costa sudoeste de África entre noviembre y diciembre de 2015. Browning tomó muestras de agua en multitud de lugares a lo largo de miles de km para llevar a cabo experimentos en los que se añadió nitrógeno, hierro y cobalto en todas sus posibles combinaciones y luego fueron incubadas en un entorno que simulaba el océano.
“El montaje experimental parece bastante simple. Sin embargo, la implementación técnica de este tipo de experimentos en realidad es compleja ya que necesitamos asegurarnos que no hay contaminación en las cámaras experimentales con elementos traza. Es un desafío, ya que estos elementos se hallan casi en todas partes de los barcos – incluso en superficies de plástico nuevas,” explica. “El fitoplancton también es muy sensible a la luz y a la temperatura, de manera que tuvo que tenerse especial cuidado a la hora de obtener y preservar estas muestras.”
También se hallaron pautas espaciales en los nutrientes que limitan el crecimiento del fitoplancton. Mientras en algunas muestras más próximas al litoral un solo nutriente aumentaba de forma importante el crecimiento del plancton, al menos se necesitaban dos nutrientes para estimular el crecimiento en las muestras obtenidas en mar abierto. “Otro hallazgo clave fue hallar que estos regímenes de limitación podían conciliarse con las concentraciones de nutrientes medidas en el agua marina ambiente,” dice.
Este último resultado es importante ya que sugiere el potencial para hacer predicciones de gran escala sobre la limitación de nutrientes usando nuevos datos de programas como GEOTRACES – un enorme esfuerzo internacional para mapear las concentraciones de nutrientes en el océano.
Los resultados también tienen implicaciones para los modelos globales del océano.
“Muchos modelos biogeoquímicos todavía no abordan adecuadamente la importancia de la colimitación de nutrientes. Nuestro estudio puede ayudar a mejorar la representación de esto,” dice Browning.
Añade: “Por supuesto, este solo es el primer paso. Deberían conducirse experimentos similares en otras regiones para evaluar lo generalizado que está este fenómeno. En última instancia, combinar dicha información con las mediciones de nutrientes en todo el mundo y mejoras en los modelos biogeoquímicos del océano nos permitirá hacer predicciones más robustas sobre la limitación de nutrientes y su respuesta al cambio a escala global.”
