¿Qué es el fitoplancton? La mayoría del fitoplancton es demasiado pequeño para ser visto a simple vista. Sin embargo, en cantidades suficientemente altas, algunas especies pueden verse como manchas de color en la superficie del agua, debido al contenido de clorofila dentro de sus células y pigmentos auxiliares como las ficobiliproteínas o las xantofilas.
¿Qué es el fitoplancton?
El fitoplancton son organismos bióticos microscópicos fotosintéticos que viven en la capa superior de agua de casi todos los océanos y lagos de la Tierra. Son los creadores de compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono disuelto en el agua, es decir, los iniciadores del proceso que mantiene la red alimentaria acuática.
Fotosíntesis
El fitoplancton obtiene energía a través de la fotosíntesis y, por lo tanto, debe vivir en una capa superficial bien iluminada (llamada zona eufótica) de un océano, mar, lago u otra masa de agua. El fitoplancton constituye aproximadamente la mitad de todosactividad fotosintética en la tierra. Su fijación acumulativa de energía en compuestos de carbono (producción primaria) es la base de la gran mayoría de las cadenas alimentarias oceánicas y de muchas de agua dulce (siendo la quimiosíntesis una notable excepción).
Especies únicas
Aunque casi todas las especies de fitoplancton son fotoautótrofas excepcionales, hay algunas que son mitótrofas. Por lo general, se trata de especies no pigmentadas que en realidad son heterótrofas (estas últimas a menudo se consideran zooplancton). Los más conocidos son los géneros dinoflagelares como Noctiluca y Dinophysis, que obtienen carbono orgánico al ingerir otros organismos o material detrítico.
Significado
El fitoplancton absorbe la energía del sol y los nutrientes del agua para producir su propio alimento. Durante la fotosíntesis, el oxígeno molecular (O2) se libera en el agua. Se estima que alrededor del 50% o el 85% del oxígeno del mundo proviene de la fotosíntesis del fitoplancton. El resto es producido por la fotosíntesis de las plantas terrestres. Para comprender qué es el fitoplancton, debe ser consciente de su gran importancia para la naturaleza.
Relación con los minerales
El fitoplancton depende críticamente de los minerales. Se trata principalmente de macronutrientes como el nitrato, el fosfato o el ácido silícico, cuya disponibilidad viene determinada por el equilibrio entre la llamada bomba biológica y el ascenso de aguas profundas ricas en nutrientes. Sin embargo, en grandes áreasEn océanos como el Océano Austral, el fitoplancton también está limitado por la f alta de micronutrientes de hierro. Esto ha llevado a algunos científicos a recomendar la fertilización con hierro como un medio para contrarrestar la acumulación de dióxido de carbono (CO2) producido por el hombre en la atmósfera.
Los científicos han estado experimentando con la adición de hierro (generalmente en forma de sales como el sulfato ferroso) al agua para fomentar el crecimiento del fitoplancton y eliminar el CO2 atmosférico en el océano. Sin embargo, las disputas sobre la gestión de los ecosistemas y la eficiencia de la fertilización con hierro han retrasado estos experimentos.
Variedad
El término "fitoplancton" abarca todos los microorganismos fotoautótrofos en las cadenas alimentarias acuáticas. Sin embargo, a diferencia de las comunidades terrestres donde la mayoría de los autótrofos son plantas, el fitoplancton es un grupo diverso que incluye eucariotas protozoarios como procariotas eubacterianas y arqueobacterianas. Hay alrededor de 5.000 especies conocidas de fitoplancton marino. Aún no está claro cómo evolucionó esta diversidad a pesar de los recursos alimentarios limitados.
Los grupos más importantes de fitoplancton incluyen diatomeas, cianobacterias y dinoflagelados, aunque muchos otros grupos de algas están representados en este grupo tan diverso. Un grupo, los cocolitofóridos, son responsables (en parte) de liberar cantidades significativas de sulfuro de dimetilo (DMS) a la atmósfera. El DMS se oxida para formar sulfato, que en áreas de baja concentración de partículas de aerosol puedecontribuyen a la aparición de áreas especiales de condensación de aire, lo que conduce principalmente a un aumento de la nubosidad y la niebla sobre el agua. Esta propiedad también es característica del fitoplancton lacustre.
Todos los tipos de fitoplancton mantienen diferentes niveles tróficos (es decir, alimentos) en diferentes ecosistemas. En regiones oceánicas oligotróficas como el Mar de los Sargazos o el Océano Pacífico Sur, el fitoplancton más común son especies pequeñas unicelulares llamadas picoplancton y nanoplancton (también llamados picoflagelados y nanoflagelados). El fitoplancton se entiende principalmente como cianobacterias (Prochlorococcus, Synechococcus) y picoeucariotas como Micromonas. En ecosistemas más productivos, los grandes dinoflagelados son la base de la biomasa del fitoplancton.
Influencia en la composición química del agua
A principios del siglo XX, Alfred C. Redfield encontró similitudes entre la composición elemental del fitoplancton y los principales nutrientes disueltos en las profundidades del océano. Redfield sugirió que la proporción de carbono a nitrógeno a fósforo (106:16:1) en el océano está controlada por las demandas del fitoplancton, ya que el fitoplancton posteriormente libera nitrógeno y fósforo a medida que se remineraliza. Esta llamada "proporción de Redfield" al describir la estequiometría del fitoplancton y el agua de mar se ha convertido en un principio fundamental para comprender la evolución de la ecología marina, la biogeoquímica y qué es el fitoplancton. Sin embargo, el coeficiente de Redfield no es un valor universal y puede divergir debido a cambios en la composición de microbios y nutrientes exógenos.en el océano. La producción de fitoplancton, como el lector ya debe entender, afecta no solo el nivel de oxígeno, sino también la composición química del agua del océano.
Características biológicas
La estequiometría dinámica inherente a las algas unicelulares refleja su capacidad para almacenar nutrientes en un depósito interno y cambiar la composición de la osmolita. Los diferentes componentes celulares tienen sus propias características estequiométricas únicas, por ejemplo, los dispositivos de recopilación de datos de recursos (luz o nutrientes), como las proteínas y la clorofila, contienen una alta concentración de nitrógeno pero un bajo contenido de fósforo. Mientras tanto, los mecanismos de crecimiento genético como el ARN ribosómico contienen altas concentraciones de nitrógeno y fósforo (N y P, respectivamente). La cadena alimentaria fitoplancton-zooplancton, a pesar de la diferencia entre estos dos tipos de criaturas, es la base de la ecología de los espacios acuáticos en todo el planeta.
Ciclos de vida
Según la distribución de los recursos, el fitoplancton se clasifica en tres etapas de vida: supervivencia, floración y consolidación. El fitoplancton sobreviviente tiene una alta relación N:P (nitrógeno y fósforo) (> 30) y contiene muchos mecanismos de recolección de recursos para sostener el crecimiento cuando los recursos son escasos. El fitoplancton en flor tiene una relación N:P baja (<10) y está adaptado al crecimiento exponencial. El fitoplancton consolidado tiene una proporción similar de N: P a Redfield y contiene una proporción relativamente igual de mecanismos de crecimiento y acumulación de recursos.
Presente y futuro
Un estudio publicado en Nature en 2010 encontró que el fitoplancton marino ha disminuido sustancialmente en los océanos del mundo durante el último siglo. Se estima que las concentraciones de fitoplancton en las aguas superficiales han disminuido en un 40 % desde 1950 a una tasa de alrededor del 1 % por año, posiblemente en respuesta al calentamiento de los océanos. El estudio provocó controversia entre los científicos y dio lugar a acalorados debates. En un estudio posterior de 2014, los autores utilizaron una gran base de datos de mediciones y revisaron sus métodos de análisis para abordar varias críticas publicadas, pero terminaron con conclusiones igualmente inquietantes: el número de algas de fitoplancton está disminuyendo rápidamente.
