La fotosíntesis marina es más sensible a los nutrientes que a la temperatura

El fitoplancton, ‘motor verde’ del océano, sostiene la vida marina. Un nuevo estudio ayuda a predecir su respuesta al calentamiento global Científicos de la Universidad de Vigo y del CSIC han analizado la respuesta del fitoplancton al calentamiento en condiciones de alta y baja disponibilidad de nutrientes.

Células de diatomeas (algas del fitoplancton) observadas al microscopio. Fotografía: Isabel G. TeixeiraUn principio fundamental en biología es que al aumentar la temperatura se acelera el metabolismo, lo que supone que los organismos captan y utilizan los recursos de forma más rápida. Desde hace tiempo se intenta confirmar este principio en el caso del fitoplancton marino, ya que estos microorganismos son el verdadero ‘motor verde’ del océano: realizan la mitad de toda la captación de CO2 por fotosíntesis que ocurre en todo el planeta, y su actividad fotosintética sostiene los recursos pesqueros y contribuye a la regulación del clima.

Si el aumento de temperatura acelera el metabolismo del fitoplancton, eso implicaría un aumento de su capacidad fotosintética y, en consecuencia, una mayor fijación de CO2.  

Pero, tal como revelan científicos de la Universidad de Vigo y del CSIC en un  estudio publicado en la revista The ISME Journal del grupo Nature, la temperatura no es tan determinante como la abundancia de nutrientes.

“En condiciones óptimas, con elevada disponibilidad de nutrientes, la temperatura estimula la fotosíntesis del fitoplancton”, explica Emilio Marañón, profesor de la Universidad de Vigo y director del estudio. “Esto ha llevado a predecir que la fotosíntesis del fitoplancton podría acelerarse en el océano, que ha registrado en ciertas regiones un aumento de temperatura superficial de más de 2°C en los últimos 100 años”.

Sin embargo, continúa este investigador, “en la mayor parte de las regiones oceánicas, la concentración de nitrógeno es muy baja, lo que limita la capacidad del fitoplancton para crecer. Por ello decidimos investigar la respuesta del fitoplancton a la temperatura en condiciones de limitación por nutrientes”.


Con pocos nutrientes, la temperatura apenas afecta

Para comprobar el efecto conjunto de la temperatura y los nutrientes sobre el metabolismo fitoplanctónico, los investigadores midieron la fotosíntesis y respiración de tres especies cosmopolitas y muy abundantes en el océano (una cianobacteria, una diatomea y un cocolitofórido), mantenidas en cultivos de laboratorio bajo diferentes combinaciones de temperatura y suministro de nitrógeno.

Sus resultados mostraron que tanto la fotosíntesis como la respiración respondían fuertemente al aumentar el aporte de nitrógeno, mientras que el efecto de la temperatura era casi inapreciable. Estos resultados sugieren que la respuesta del fitoplancton al calentamiento variará geográficamente en el océano, en función de si en la zona hay más o menos nutrientes, principalmente nitrógeno.

Como indica Pedro Cermeño, investigador del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC en Barcelona y participante en el estudio, “el aumento de temperatura estimulará el metabolismo fitoplanctónico en zonas productivas, pero apenas se notará su efecto en regiones con fuerte escasez de nutrientes, que suponen el 80% de la superficie oceánica”.

Según este trabajo, la respuesta de la productividad biológica del océano a los procesos de cambio global estará más dominada por los cambios en el aporte de nutrientes que por la temperatura.

Los resultados de esta investigación acaban de publicarse en la revista del grupo Nature The ISME Journal. El estudio ha sido coordinado por Emilio Marañón, profesor del Departamento de Ecología y Biología Animal de la Universidad de Vigo, y cuenta con la participación de María Pérez Lorenzo y Beatriz Mouriño, del mismo Departamento, y de Pedro Cermeño, del Instituto de Ciencias del Mar (ICMAB-CSIC) en Barcelona.

Esta investigación ha sido financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad a través del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación.

Referencia:
Marañón E, Pérez-Lorenzo M, Cermeño P, Mouriño-Carballido B (2017) Nutrient limitation suppresses the temperature dependence of phytoplankton metabolic rates, The ISME Journal,  doi:10.1038/s41396-018-0105-1

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