El hallazgo de células fotosintéticas en el océano profundo revela una mayor eficacia de la Bomba Biológica de Carbono

07/jul/2015 | UCC+icompartir noticiaimprimir

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Científicos de la Expedición Malaspina, entre ellos el profesor de la Universidad de Cádiz Ignacio González Gordillo, han publicado este trabajo en la prestigiosa revista ‘Nature Communications’

Hace algunos años, desde la Universidad de Cádiz patentamos la Bottle Net, un sistema que nos permite tomar muestras de microplancton entre 2.000 y 4.000 metros de profundidad.

Hace algunos años, desde la Universidad de Cádiz patentamos la Bottle Net, un sistema que nos permite tomar muestras de microplancton entre 2.000 y 4.000 metros de profundidad.

De una forma muy resumida podemos decir que parte del CO2 que se encuentra en nuestra atmósfera es utilizado por los organismos fotosintéticos del plancton para la formación de nuevas moléculas orgánicas (biomasa). Esta biomasa es ingerida por otros organismos (herbívoros) que a su vez son depredados por los carnívoros. Es el concepto más clásico de la cadena alimenticia marina, algo que sucede en todos los océanos.

La Bomba Biológica de Carbono es un proceso ecológico mediante el cual el carbono orgánico generado en las zonas más superficiales del océano es transportado hasta zonas más profundas, donde posteriormente va siendo consumido por otros organismos o quedando retenido en los sedimentos del lecho marino. Se cree que hasta un 25% del carbono fijado en la superficie del océano se hunde hacia su interior, un dato que podría ser mayor gracias al descubrimiento que han llevado a cabo varios investigadores que participaron en la Expedición Malaspina 2010.

Este grupo de científicos, entre los que se encuentra el profesor de la Universidad de Cádiz, Ignacio González Gordillo, junto con investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC), IMEDEA y Red Sea Research Center de la Universidad KAUST de Arabia Saudí, muestra, en un artículo publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature Communications, un importante hallazgo: la existencia en el océano profundo de organismos fotosintéticos vivos.

"Hace algunos años, desde la Universidad de Cádiz patentamos la Bottle Net, un sistema que nos permite tomar muestras de microplancton entre 2.000 y 4.000 metros de profundidad en el océano y que usamos a lo largo de todo el recorrido que se llevó a cabo en la Expedición Malaspina. Con ella, pretendíamos estudiar y comprender mejor las comunidades de microplancton que existen en nuestros océanos, unos microorganismos que son heterótrofos (es decir, no hacen la fotosíntesis) generalmente predadores de bacterias, y que son grandes desconocidos. Así, iniciamos los muestreos centrándonos en descubrir más detalles de estas especies, pero a lo pocos días de iniciar el trabajo observamos algo inusual: había diatomeas y dinoflagelados, especies típicas de zonas superficiales, en estas muestras", como explica el profesor González Gordillo.

Tras el escepticismo inicial, "procedimos a volver a realizar el muestreo" y el resultado fue el mismo. "No había dudas, habíamos encontrado en muestras tomadas a más de 2.000 metros de profundidad especies fotosintéticas vivas", aclara el profesor del departamento de Biología de la UCA. Pero, ¿cómo era esto posible? El fitoplancton que se genera en la parte superior del océano, en la zona epipelágica (capa superficial de agua templada donde se encuentra la mayoría de los seres vivos del mar), necesitaría varios meses para que pudiera descender por debajo de los 1.000 metros de profundidad y este tipo de células se mantienen con vida una media de 6 o 7 días. Así, la velocidad que podría recorrer aproximadamente una partícula de fitoplancton que estuviera en la superficie y que cayera por gravedad, sería de aproximadamente 1,5 metros por día. Además, hay que tener en cuenta que a lo largo de ese camino, hasta los 1.000 o 2.000 metros de profundidad, hay una gran cantidad de bacterias en el mar que comen precisamente este tipo de organismos, así que las posibilidades de encontrar células de fitoplancton vivas por debajo de los 2.000 metros eran prácticamente nula.

Agregación de fitoplancton para descender al fondo marino

"Comprobamos que aproximadamente un 18% de estas células estaban vivas, por lo tanto tenían que haber bajado mucho más rápido de lo previsto, esto es, entre 124 y 722 metros por día. Esto nos indicaba que cayendo en vertical de forma pasiva, simplemente por la gravedad, estas células tardarían entre 3,8 y 7,3 años en llegar a esa profundidad, y realmente ni aunque hubiera sol una célula puede vivir tanto tiempo", por ello estos científicos empezaron a estudiar varias hipótesis hasta concluir que estas células de fitoplancton se agregan a otras partículas de materia orgánica que pueden encontrarse en descomposición (como excrementos de invertebrados y peces) o forman agregados entre ellas mismas y esto hace que esas partículas caigan mucho más rápido y así puedan llegar a estas profundidades.

Lo verdaderamente interesante de este descubrimiento, era cómo afectaba este hecho al fenómeno conocido como la Bomba Biológica de Carbono. "Haber encontrado células de fitoplancton vivas por debajo de los 2.000 metros, significa que parte del carbono que se está generando en la superficie rápidamente se está secuestrando a zonas profundas del océano, sin permitir que ese carbono vuelva a la atmósfera", asevera González Gordillo. Así las cosas "nos encontramos con el hecho de que esa Bomba Biológica de Carbono es mucho más eficiente de lo que se creía. Hasta la fecha se pensaba que el carbono que se fijaba en la atmósfera quedaba en los primeros 200, 300 o 400 metros, y que solo una pequeñísima parte se hundía por debajo de los mil. Ahora, todo nos hace pensar que esta bomba biológica es mucho más eficaz ya que parte del CO2 que se está fijando en la superficie está pasando rápidamente a áreas por debajo de los 1.000 metros de profundidad sin posibilidades de volver a la atmósfera en centenas de años".

Este descubrimiento pone de manifiesto que el océano es capaz de secuestrar una gran cantidad de CO2 y retenerlo durante años, "algo muy importante en el contexto de cambio global en el que nos encontramos".

Biomasa sin justificar, futuras investigaciones

Además de ello, este hecho plantea varias discusiones centradas en otros problemas no resueltos hasta el momento en ecología marina. Y es que, por ejemplo, se sabe que en el océano profundo hay una comunidad de bacterias enorme que es más abundante que cualquier otro organismo que hay en el planeta. Las bacterias en la zona oscura sólo pueden obtener alimento a través de la ingesta de partículas o moléculas que están en el medio pero "cuando uno mide la cantidad de biomasa que hay disponible para las bacterias nos damos cuenta que hay muy poca para el número de bacterias que hay en el mar. Nos falta biomasa para mantener a esta población de bacterias, pero ¿dónde está esa biomasa?" Estos científicos plantean que "quizás, esta biomasa que nos falta provenga de todas estas células de fitoplancton que son capaces de llegar directamente a esas partes del océano. Puede ser que esa biomasa que no encontramos o que nos falta para justificar el cómo alimentar a una población tan grande de bacterias tenga como origen precisamente la inyección de fitoplancton que se está sucediendo de forma constante en todo el planeta desde la superficie".

Una serie de cuestiones que quedan abiertas para futuras investigaciones y que tendrán como punto de partida este trabajo llevado a cabo por varios investigadores que participaron en la Expedición Malaspina 2010, un proyecto interdisciplinar del entonces Ministerio de Ciencia e Innovación y dirigido por el prestigioso investigador Carlos Duarte (KAUST), estructurado en torno a una expedición oceanográfica de circunnavegación a bordo del Buque Oceanográfico Hespérides y que tuvo como objetivo generar un inventario coherente y de alta resolución del impacto del cambio global en el ecosistema del océano y explorar su biodiversidad, particularmente en el océano profundo.

Referencia bibliográfica: S. Agustí, J.I. González-Gordillo, Dolors Vaque, M. Estrada, M.I. Cerezo, G. Salazar, J.M. Gasol & C.M. Duarte (2015): ‘Ubiquitous healthy diatoms in the deep sea confirm deep carbon injection by the biological pump'. Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms8608

temas» hallazgo descubrimiento células fotosintéticas fitoplancton zooplancton océano profundo Bomba Biológica de Carbono Malaspina Nature Communications

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