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El Operational Land Imager (OLI) en el satélite Landsat 8 capturó esta vista de un florecimiento de fitoplancton cerca de las islas Pribilof de Alaska el 22 de septiembre de 2014. Las Pribilofs están rodeadas de aguas ricas en nutrientes en el mar de Bering. El sombreado azul verde y luz lechoso del agua indica la presencia de grandes poblaciones de fitoplancton microscópico - en su mayoría cocolitóforos - que tienen escamas de calcita que aparecen en blanco en las imágenes de satélite. Tal fitoplancton forma la base de un hábitat tremendamente productivo para peces y aves. Los florecimientos en el Mar de Bering aumentan significativamente en primavera, después de la desaparición de la cubierta de hielo de invierno y los nutrientes en el agua fresca son abundantes cerca de la superficie del océano. Las poblaciones de fitoplancton se desploman en verano cuando el agua se calienta, los nutrientes de la superficie se agotan por las floraciones, y los organismos similares a las plantas se agotan por el pastoreo peces, zooplancton, y otras especies marinas. En el otoño, las tormentas pueden remover nutrientes a la superficie y las aguas más frías aportan mejores condiciones para la floración. Fuente: Coloring the Sea Around the Pribilof Islands
Los mares y océanos son uno de los sumideros de carbono más grandes del planeta. Una trabajo fundamental para mitigar el cambio climático. La mitad del CO2 de origen antropogénico, aquel que no se produciría de no ser por la mano del hombre, se concentra en la atmósfera; la otra está almacenada entre los bosques y las masas de agua. Pero este secuestro de carbono de los mares y océanos está causando estragos en la biodiversidad submarina, ya que el dióxido de carbono se disuelve en contacto con el agua del mar transformándose en ácido. Solo en los últimos 30 años, la acidificación del Mediterráneo ha aumentado un 10%; y de mantenerse el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera, en las próximas cuatro décadas podría crecer un 30%, según revela el estudio MedSea, financiado por la Comisión Europea. Este proceso amenaza la biodiversidad del mar y la economía de sectores tan potentes en la región mediterránea como el turismo y la pesca por la reducción de peces y moluscos y el aumento de medusas. A la acidificación mar se le une también el calentamiento del agua. El estudio asegura que en los últimos 25 años la temperatura del Mediterráneo ha aumentado 0,67 grados; y en 2050, "si no se implementan medidas para reducir las emisiones de carbono", lo hará entre 1 y 1,5 grados. "En los últimos años los procesos de acidificación y calentamiento del agua han sido rapidísimos", ha advertido Patrizia Ziveri, investigadora del Instituto de Ciencia y Tecnología Ambiental (ICTA) de la universidad Autónoma de Barcelona y coordinadora del estudio. La combinación de aumento de las concentraciones de ácido y de la temperatura del agua afectará al fitoplancton y al zooplancton, base de la cadena trófica, por lo que gran cantidad de especies de peces verán amenazada su superviviencia. Los principales beneficiados de la merma en la población de peces son las medusas, que, además de perder a sus depredadores naturales, soportan mejor la acidificación y el calentamiento del agua. Un varapalo para las zonas turísticas. A falta de definir las consecuencias socioeconómicas en toda la región mediterránea, el estudio señala problemas locales. "Un brote de medusas en la costa de Israel podría reducir el número de viajeros entre un 3% y un 10,5%. Lo que provocaría unas pérdidas para la región de entre 2,4 y 4,6 millones de euros", apunta el estudio. Y en las Islas Medas (Girona), prosigue, la desaparición de las Gorgonias, una especie de alga, comportaría pérdidas por valor de cuatro millones de euros. Según advierte el estudio, el impacto sobre las especies que viven en el Mediterráneo no será igual, ya que "los organismos presentan diferentes sensibilidades". Las praderas marinas y los arrecifes de coral son los ecosistemas que más sufren la acidifiación y el aumento de la temperatura del agua en el Mediterráneo. "Se trata de ecosistemas que construyen ecosistemas sorprendentes, que dan hogar de otros miles de especies, protegen la costa de la erosión y proporcionan comida y productos naturales a la sociedad", destaca el profesor Maoz Fine, de la universidad Ball-Ilan de Israel. El texto pone de relieve la alta "sensibilidad" de algunas especies de los moluscos bivalvos (mejillones, ostras, almejas, etc.) al calentamiento del mar y al cambio en los niveles de PH, efecto directo de la acidificacióndel agua. "Ya hemos observado la alta mortalidad de estas especies cuando la temperatura del agua sube en verano", ha revelado Ziveri, que advierte: "La industria de la acuicultura de estas especies en el este del Mediterráneo de moluscos generó más de 225 millones de euros en 2012". Fuente: El pais Imagen Carabela portuguesa (Physalia physalis) Nota Gorgonia - Es el nombre común genérico para referirse a cualquier especie de octocoral con esqueleto córneo, incluido en los subordenes Calcaxonia,Holaxonia o Scleraxonia. Si bien es cierto, que algunas especies de este género, como G. flabellum o G. ventalina, son quizás las más conocidas popularmente; de ahí proviene el nombre común genérico. Su estructura es ramificada, en la mayoría de especies en forma de abanico, y crece en un sólo plano. Forman estructuras en forma de redes interconectadas, compuestas de pequeñas ramitas fusionadas en mallas tupídas. El color de la estructura, que hace las veces de esqueleto, es púrpura, blanco o morado. Los pólipos, normalmente de color marrón, amarillo o dorado, crecen alineados en las ramas, también en un sólo plano y espaciados regularmente. Los de algunas especies, liberan terpenoides que afectan negativamente a otros corales. Siendo en ocasiones, un arma para competir por el espacio y la luz en el arrecife. Algunas especies alcanzan los 2 m de altura, por otro tanto de ancho. Fuente wikipedia
Una masiva floración de fitoplancton. Image credits: ESA
Se ha creído durante mucho tiempo que las diminutas plantas marinas, o
fitoplancton, eran vagabundos pasivos en el mar - que no podían desafiar
incluso las corrientes más débiles, o viajar por su propia voluntad. En
décadas recientes, la investigación ha demostrado que muchas especies
de estos microorganismos unicelulares pueden nadar, y lo hacen para
optimizar la exposición a la luz, evitar a los depredadores o acercarse a
otros de su especie.
Ahora científicos del MIT y la Universidad de Oxford han demostrado que la motilidad del fitoplancton
también ayuda a determinar su destino en la turbulencia del océano. En
lugar de actuar para distribuirse de manera uniforme - como exigiría la
física de pequeñas partículas mezcladas en un fluido - los vórtices
individuales que componen las turbulencias del océano son como
mezcladores sociales para el fitoplancton, con lo que las células
similares estrechan la proximidad, mejorando potencialmente la
reproducción sexual y otras actividades ecológicamente deseables.
En
un artículo que aparece en Internet el 15 de julio en Nature
Communications, William Durham de Oxford, Roman Stocker del MIT y los
co-autores, describen cómo en una escala de milímetros el fitoplancton
atrapado en una forma de vórtice acuoso forma parches muy concentrados
en el centro de la espiral. En el turbulento océano, donde se forman
continuamente vórtices de corta duración, este proceso se repite,
llevando a los microorganismos de un mezclador social a otro mezclador
social. Los resultados van en contra de porque la turbulencia es
la forma más rápida de mezclarse dos sustancias (imagina el agitar la
leche en el café). Si no fueran capaces de nadar, los microorganismos
expuestos a un vórtice marino formarían una distribución homogénea en el
agua. En cambio, el estudio muestra que la turbulencia hace que el
fitoplancton forme manchas concentradas.
"Turbulencia sin mezcla"
"En base a nuestra intuición de la turbulencia y la mezcla turbulenta, esperábamos que reinase la homogeneidad", dijo Stoker
profesor asociado de ingeniería civil y ambiental que dirigió el
estudio. "En su lugar, el fitoplancton nos sorprendió mediante la
formación de grupos de células altamente concentradas - es una
turbulencia sin mezcla. Para el fitoplancton, este es un vehículo para
encontrar eficazmente las células de la misma especie sin necesidad de
ningún tipo de información sensorial en la localización de cada una o
invertir en costosos medios de comunicación química". Pero esta
distribución irregular también puede tener su lado negativo: el
fitoplancton, los microbios fotosintéticos del mar, forman la base de la
cadena alimenticia del océano. Las agrupaciones de células pueden
convertirse en presa fácil para los depredadores zooplancton que se
adentran en grupos de fitoplancton. Y las células muy juntas pueden
aumentar la competencia entre los microorganismos sobre los alimentos
dispersos.
"A pesar de que la agregación aumenta la posibilidad de
un encuentro fatal con un depredador, también aumenta la posibilidad de
encontrar otras células de fitoplancton, lo que es necesario para
formar quistes resistentes que pueden sobrevivir a las duras condiciones
del invierno", dijo Durham, autor principal del trabajo y profesor en
la Universidad de Oxford, que comenzó a trabajar en este estudio como
estudiante de doctorado en el MIT. "Este mecanismo sugiere que el
fitoplancton puede sintonizar su motilidad para tener lo mejor de ambos
mundos, minimizando la agregación cuando hay una gran cantidad de
depredadores en torno, al tiempo que maximiza la agregación cuando el
tiempo no es el ideal con la formación de quistes".
El equipo de
investigación - que incluye al estudiante graduado del MIT Michael
Barry, Eric Climent de la Universidad de Toulouse, Filippo De Lillo y
Guido Boffetta de la Universidad de Torino y Massimo Cencini del Centro
Nacional de Investigación de Italia - realizó los primeros experimentos
con fitoplancton en el laboratorio, y luego extendió sus observaciones a
un océano turbulento con simulaciones de alta resolución realizadas en
una supercomputadora.
Posible adaptación evolutiva
Para
los experimentos, una caja transparente con forma de la letra H formó
una versión simplificada del mar, con el agua de mar fluyendo hacia
arriba a través de unas barras verticales, creando dos vórtices internos
dirigidos dentro de la barra horizontal. Cuando los investigadores
agregaron Heterosigma akashiwo (una especie móvil de marea roja conocida
por su capacidad para matar a los peces), los microorganismos formaron
densas manchas en los centros de los remolinos. Para destacar el papel
de la movilidad, los investigadores repitieron el experimento con
microorganismos muertos, que la turbulencia distribuyó uniformemente.
La
simulación por ordenador imitaba la turbulencia del océano en una
escala más grande, con más de 3 millones de fitoplancton y muchos
vórtices interactuando que se forman en la escala más pequeña posible de
la turbulencia. Se encontró que la agregación aumentó más de diez veces
cuando el fitoplancton nadaba. Y a medida que aumentaba la velocidad,
también aumentaba la agregación, lo que lleva a la conjetura de que, en
escalas de tiempo de evolución, los microorganismos pueden posiblemente
haber desarrollado la capacidad de adaptar activamente su velocidad de
natación para modular las interacciones con otros de la misma especie y
con los depredadores. "Creo que este trabajo abre un amplio
espectro de cuestiones evolutivas fascinantes", dice Simon Levin, de
George M. Moffett Professor of Biology en la Universidad de Princeton.
La motilidad en turbulencias "es una propiedad emergente de la selección
para los comportamientos que conducen a la agregación. Por supuesto, la
agregación podría ser un subproducto en lugar de la meta, en el sentido
de que los organismos están convergiendo en sus comportamientos a lo
que es individualmente óptimo. Pero la idea de esto es que podrían
evolucionar porque los individuos se desempeñan mejor en las
agregaciones - a causa de la reproducción, la captura de los recursos o
la seguridad proveniente contra los depredadores - es muy intrigante". "La vida es turbulenta en las vastas extensiones del océano - y es fascinante aprender que algunos de los organismos más importantes de nuestro planeta comen y se comportan en sus vidas diarias turbulentamente", añade Stocker.
Nota: (wikipedia) Importancia ecológica del fitoplancton
El fitoplancton se encuentra en la base de la cadena alimentaria de los ecosistemas acuáticos, ya que sirve de alimento a organismos mayores; es decir realiza la parte principal de la producción primaria en los ambientes acuáticos, sobre todos los animales marinos.
Pero además de eso, el fitoplancton es el responsable original de la presencia de oxígeno (O2) en la atmósfera. La fotosíntesis oxigénica apareció evolutivamente con las cianobacterias, antepasadas además de los plastos de las algas eucarióticas. Durante casi 2.000 millones de años, hasta el desarrollo de las plantas terrestres, la fotosíntesis estuvo prácticamente restringida a los mares. La mayor parte de la producción primaria fotosintética de los mares, entonces como ahora, es atribuible al fitoplancton, con una parte menor debida a organismos bentónicos.
