INVESTIGACIÓN

Pequeños gigantes del océano global


Explorando a los cocolitofóridos


A finales del año 2021, un grupo de científicos argentinos y del extranjero emprendieron dos campañas oceanográficas para investigar el plancton marino de las aguas que fluyen a lo largo del talud continental patagónico. La primera campaña fue realizada a bordo del motovelero Bernardo Houssay de la Prefectura Naval Argentina entre el 12 y el 25 de noviembre de 2021, que viajó desde Ushuaia a Buenos Aires. La segunda se llevó a cabo a bordo de la goleta científica Tara entre el 4 y el 27 de diciembre de 2021 en dirección opuesta, es decir, desde Buenos Aires a Ushuaia. Las campañas fueron concebidas para estudiar la floración anual de cocolitofóridos por medio de un muestreo dinámico y con la última tecnología disponible.

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Los cocolitofóridos son algas unicelulares del fitoplancton marino con la capacidad de formar cápsulas de placas calcáreas. Sus floraciones, a lo largo del talud, suelen darse cada año al final de la primavera y el principio del verano, entre diciembre y enero, y las imágenes satelitales del océano indican que son de las mayores de su tipo a escala global. Las floraciones nunca se dan de forma aislada, sino que conviven con otras especies de fito y zooplancton, bacterias y virus.

El equipo multidisciplinario -con especialistas de varios países- se propuso estudiar la diversidad de los microorganismos planctónicos y sus roles durante el desarrollo y la finalización de la floración de cocolitofóridos, para así comprender la influencia de las interacciones biológicas en el crecimiento de fitoplancton. También se analizó la presencia de metabolitos que den cuenta del estado fisiológico de la floración y que podrían representar una forma de comunicación entre individuos de la población de cocolitofóridos. Este tipo de estudios son de relevancia ya que se estima que cerca del 50% del oxígeno que se libera cada año a la atmósfera es producido por el fitoplancton marino.

La misión tuvo lugar en el marco de la expedición internacional Tara Microbiome Mission, liderada por un consorcio científico internacional y la Fundación Tara Ocean, que llevan casi dos décadas estudiando la biodiversidad microbiana marina en el contexto de cambio global. Los equipos científicos a bordo de la goleta Tara toman muestras del plancton oceánico con una batería de tecnologías de punta. Estas herramientas permiten analizar desde virus hasta animales microscópicos, desde moléculas hasta parámetros físico-químicos, y así describir de forma exhaustiva a la comunidad planctónica y su hábitat. En esta oportunidad, la campaña fue bautizada con el nombre de la botánica y bióloga argentina Ana Maria Gayoso que, en 1989, describió por primera vez la presencia de altas densidades del cocolitofórido Emiliania huxleyi en las cercanías del Mar Argentino.


Un mar de cambio

Para poder comprender la importancia de estos microorganismos, y por ende de su estudio, es importante hacer referencia al estado actual de los océanos. Durante el siglo XXI nuestro planeta ha experimentado un deterioro acelerado en sus ecosistemas. La temperatura superficial del océano de las últimas dos décadas fue la más alta en más de un siglo de registros. Los expertos estiman, por otro lado, que los océanos absorben más de la tercera parte del CO2 generado por la quema de combustibles fósiles y la producción de cemento, lo que promueve su acidificación. Además, entre 19 y 23 millones de toneladas de basura plástica acaban en las aguas de todo el mundo cada año.

Estos y otros fenómenos asociados constituyen factores de alteración y daño para el ecosistema marino global. Mientras tanto, la humanidad se debate sobre la urgencia de una política global que proteja al medio ambiente y la inmensa biodiversidad que habita el Planeta Tierra. En el caso del vasto y poco explorado océano, los Estados deben impulsar en primer lugar políticas de monitoreo e investigación para entender cuál está siendo la respuesta de la vida marina a estos cambios


Una clave en el mar

Según el último reporte del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático, el mundo se ha calentado 1,1 °C desde 1850-1900. "Mientras no cesen las emisiones de gases de efecto invernadero, las temperaturas seguirán aumentando. En paralelo, los océanos seguirán calentándose y volviéndose más ácidos, el hielo marino y los glaciares seguirán derritiéndose, el nivel del mar seguirá subiendo y las condiciones meteorológicas serán cada vez más extremas” ha explicado el secretario general de la Organización Meteorológica Mundial, el profesor Petteri Taalas. El mismo reporte indica que el aumento seguirá hasta 1,5 °C en los próximos veinte años, y recomienda no superar ese umbral si se quieren evitar impactos ambientales y sanitarios con pérdidas humanas y económicas enormes.

En lo que respecta al océano, su temperatura va también en aumento pero lo hace de forma más gradual. “En estas últimas décadas, los científicos consolidaron el conocimiento respecto a lo que le va pasar al mundo en su aspecto físico y quizás químico: en el aspecto físico, el océano -particularmente- se va a ver más estratificado porque la diferencia de temperatura entre las capas superficiales y las profundas va a aumentar, y por ende va a haber menor mezcla vertical. Eso va a ocasionar además un menor ingreso de agua profunda rica en compuestos químicos fundamentales para el fitoplancton”, plantea Federico Ibarbalz, biólogo e investigador del CONICET y del Instituto Universitario de Seguridad Marítima, y coordinador de la campaña oceanográfica Ana María Gayoso (2021).“El océano profundo, por su parte, es más inmutable frente a los cambios que ocurren en la superficie y podría no verse tan afectado”, reflexiona el biólogo.

Las especies de fitoplancton marino asimilan CO2 para producir carbono orgánico a través de la fotosíntesis. De esa manera, remueven dióxido de carbono de la atmósfera, alimentan las redes tróficas marinas y promueven el secuestro de carbono en el océano profundo. Es así que se los considera la base del ecosistema marino y un componente fundamental de la vida del planeta. Las consecuencias del incremento de la temperatura sobre el fitoplancton y por ende sobre la biota oceánica son más inciertas. “Un aumento en la temperatura del océano generaría en principio un incremento general en los procesos bioquímicos y eso podría favorecer en ciertas ocasiones la fotosíntesis y el crecimiento del fitoplancton (es decir, la producción primaria marina). Pero sin la provisión de nutrientes de aguas profundas esto se vería impedido. De esa manera, zonas que antes eran muy productivas, lentamente, dejarían de serlo.” plantea Federico.

En este punto el plancton marino es uno de los principales perjudicados, y aquí subyace una de las principales preocupaciones de los científicos a la hora de su estudio. “Se podría entrar en un ciclo de retroalimentación negativa, en la que menos crecimiento de fitoplancton significa menos captura de CO2, lo que resulta en una continuación del calentamiento, menor mezcla en el mar, y menos crecimiento todavía.“ A esto se le suma que, entre los organismos del plancton marino, se cree que los cocolitofóridos y otros microorganismos calcificantes enfrentarían un segundo factor de estrés asociado a la acidificación, ya que el carbonato de calcio de sus cápsulas se podría ver afectado por alteraciones en el pH del medio. La hipótesis central -tanto para Ibarbalz como para parte del ambiente científico- es que gran parte del océano abierto superficial va a ser menos productivo en un futuro. Se requiere de una respuesta concertada y global para que esto no se agrave.


El equipo de trabajo

El equipo argentino que participa del proyecto está integrado por investigadores del CONICET, de universidades nacionales y de otros institutos. Entre ellos se encuentran Federico Ibarbalz y Pedro Flombaum, investigadores en el Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA - CONICET/UBA) y el Instituto Universitario de Seguridad Marítima (IUSM - PNA); Martín Saraceno, también investigador en el CIMA - CONICET/UBA; Valeria Guinder, Celeste López-Abbate, Carola Ferronato, Azul Gilabert, y Román Uibrig, investigadores del Instituto Argentino de Oceanografía (IADO - CONICET/UNS) de Bahía Blanca; Rocío Loizaga y Valeria D’Agostino, investigadoras del Centro para el Estudio de Sistemas Marinos (CESIMAR - CONICET) de Puerto Madryn; Ricardo Silva, investigador del Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero (INIDEP) de Mar del Plata; y María Paula Huber, investigadora argentina actualmente realizando una estancia en la Universidad Federal de San Carlos, SP, Brasil. El capitán del motovelero Bernardo Houssay fue el prefecto principal Pablo Pérez Segovia y la prefecto Gabriela Riviello López coordinó al equipo científico a bordo del motovelero.


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