El océano es el mayor sumidero de carbono en el planeta y el plancton tiene un papel fundamental en el sistema climático de la Tierra. Este es el resultado de una investigación producida por un equipo interdisciplinar de científicos de distintas instituciones, entre las que se incluye el Instituto de Ciencias del Mar (España), y que se publica esta semana en la prestigiosa revista Nature. En el artículo se hace una clara descripción de la comunidad de organismos planctónicos que participan en la eliminación de carbono de las capas superiores del océano.
Como comenta Silvia G. Acinas, investigadora en el Instituto de Ciencias del Mar (ICM) del CSIC y coordinadora del consorcio de procariotas de Tara Oceans, “el artículo ofrece una visión general de la red de diversos organismos ligados a la bomba biológica de carbono que incluye algunas especies nuevas, antes desconocidas, y que describe las funciones principales de bacterias que participan en el proceso.” Este artículo procede del análisis de las muestras tomadas por la expedición Tara Oceans (2009-2013) en las regiones pobres en nutrientes que cubren la mayor parte de los océanos, más del 70% de su superficie.
El equipo de oceanógrafos, biólogos e informáticos que han participado en el estudio, han demostrado que con la presencia de un número limitado de genes bacterianos y virales son capaces de predecir cómo varía la exportación de carbono de las capas superiores del océano hacia las profundidades. Estos hallazgos deberían permitir a los investigadores entender mejor la sensibilidad de esta red de organismos planctónicos en el contexto de un océano cambiante y predecir con mayor precisión los efectos que tendrá el cambio climático sobre el funcionamiento de la bomba biológica de carbono, un proceso clave para la captura de carbono a escala mundial.
En el proceso de secuestro de carbono oceánico intervienen dos mecanismos principales. Uno es la bomba física, que arrastra las aguas superficiales ricas en dióxido de carbono disuelto hacia las profundidades, donde se convierte y es retirado de la atmósfera, El otro proceso es la citada bomba biológica, que fija de carbono, ya sea en el tejido de los organismos a través de la fotosíntesis o en las conchas de ciertos microorganismos. Parte de este carbono fijado en forma de partículas marinas luego se hunde en el océano profundo, donde se almacena. La bomba biológica es pues uno de los principales procesos biológicos de secuestro de carbono en escalas de tiempo geológicas.
Junto a otros artículos publicados con anterioridad en la revista Science por el equipo Tara Oceans, los análisis han permitido describir la primera “red social planctónica asociada con la exportación de carbono en las regiones pobres en nutrientes”. Muchas de las especies involucradas, tales como ciertas algas fotosíntesis (especialmente las diatomeas) y copépodos (pequeños organismos parecidos a los camarones) ya eran conocidas. Sin embargo, el papel desempeñado por ciertos microorganismos (parásitos unicelulares, las cianobacterias y virus) en la exportación de carbono había sido subestimado anteriormente.
Además de la red de organismos, los investigadores también han caracterizado la red de funciones, mediante el análisis de los genes de bacterias y virus. La base de datos de Tara Oceans ha permitido establecer que la abundancia relativa de un pequeño número de genes bacterianos y virales permite predecir una proporción significativa de las variaciones en la exportación de carbono, de la superficie a las profundidades del océano.
La comprensión de la estructura de estas redes y la función de los genes relacionados con la exportación de carbono abre un amplio abanico de posibilidades, especialmente para el modelado de los procesos biológicos asociados con el ciclo del carbono oceánico y la regulación del clima. El siguiente objetivo es el de repetir este trabajo para las regiones oceánicas ricas en nutrientes y determinar si en ellas las redes planctónicas son diferentes y si estos cambios afectan el secuestro de carbono.
Este trabajo es una colaboración de diversas instituciones, como el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), la Université Pierre et Marie Curie, la Université de Nantes, el VIB, el European Molecular Biology Laboratory (EMBL) y el CEA / Institut de Génomique, y el Instituto de Ciencias del Mar, entre otras. (Fuente: ICM-CSIC)
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