Los tipos de heces ayudan al fitoplancton a alimentarse.

Las ballenas y los pingüinos pueden ser un imán para los turistas que visitan el hemisferio sur, pero el fitoplancton debería ser el verdadero atractivo: estas plantas transmitidas por el agua anclan las cadenas alimentarias marinas. Sin embargo, el fitoplancton tiene un talón de Aquiles: depende del hierro, un nutriente bastante escaso en muchas partes de los océanos del mundo.

Ahora, los investigadores que trabajan en la Antártida han investigado cómo un estímulo inesperado, las heces de los microorganismos, ayuda al fitoplancton a absorber el hierro. El equipo demostró que las plantas unicelulares absorben el hierro disuelto más fácilmente en su presencia. menos heces de las que hacen allí krill heces. El equipo sugirió que a medida que el cambio climático erosiona los hábitats del krill del Océano Austral y la savia prospera en su lugar, las poblaciones de fitoplancton pueden estar predispuestas a la mutación.

plantas fuertes

El fitoplancton se encuentra en los 100 metros superiores de la columna de agua, donde absorbe la luz solar y realiza la fotosíntesis. Es bueno que existan estas pequeñas plantas; los investigadores creen que La mayor parte del oxígeno en la atmósfera terrestre. Es producido por fitoplancton. Además de bombear cantidades masivas de este elemento que sustenta la vida, el fitoplancton también se Una importante fuente de alimento para los organismos marinos.: Los animales como el krill comen fitoplancton y, a su vez, el krill es devorado por especies más grandes, hasta animales como las ballenas y los pingüinos.

Dijo que el fitoplancton ancla la cadena alimentaria Sebastián Buckmann, ecologista de la Universidad de Bremen y del Instituto Alfred Wegener en Alemania. «Son la base del ecosistema».

Pero en muchas partes de los océanos del mundo, el crecimiento del fitoplancton está restringido por la disponibilidad de nutrientes, especialmente hierro. (Proteínas que contienen hierro Desempeña un papel importante en la fotosíntesis..) “Este requerimiento de hierro es la base de casi toda la vida fotosintética”, dijo Buckman قال eos.

conducción de hierro

El hierro puede llegar a los tramos superiores de los océanos de varias formas. Puede atravesar el viaje dentro de las partículas de polvo que soplan las masas de tierra. Se puede transportar hacia arriba desde las reservas de agua más profundas y ricas en nutrientes. Puede caer de los icebergs que se derriten cuyos padres, los glaciares, recogieron sedimentos que contienen hierro mientras raspaban el suelo. A pesar de estos múltiples mecanismos de entrega, el hierro sigue siendo un nutriente limitado en muchos ecosistemas marinos, especialmente en los que están lejos de la tierra.

En 2018, Buckman y sus colaboradores viajaron a la Antártida en el barco. R / V. Polarstern Estudiar cómo el fitoplancton absorbe el hierro. En particular, investigaron cómo la presencia de heces de microorganismos marinos afectaba la capacidad de las plantas para absorber el hierro disuelto. «Queríamos ver cómo la biología de la comunidad del fitoplancton interactúa con lo que se libera de los gránulos fecales», dijo Buckman.

comparación de heces

Los investigadores realizaron varios experimentos. Para empezar, recolectaron agua de mar cerca Isla Elefante, luego se filtró para eliminar el fitoplancton, luego se añadió gránulos fecales de azufre o gránulos fecales de krill. Después de 48 horas, midieron la cantidad de hierro en el agua. El equipo descubrió que había más de 3 veces la cantidad de hierro en las botellas que recibieron los gránulos de heces negativos.

Buckman y sus colaboradores señalan que esta es una clara diferencia, pero el hierro en la columna de agua no beneficia al fitoplancton, ni a ninguna otra forma de vida, a menos que biodisponible. El equipo concluyó que la verdadera pregunta es cuánto hierro puede absorber y usar el fitoplancton.

Deborah K. SteinbergÉl estuvo de acuerdo, es oceanógrafo biológico en el Instituto de Ciencias Marinas de Virginia en Gloucester Point y no participó en la investigación. Otros estudios han examinado cómo aparecen los gránulos fecales. zooplancton Se liberó hierro, dijo, pero este equipo también analizó la biodisponibilidad. «Han dado un paso más para analizar la aceptación», dijo Steinberg.

Los investigadores comenzaron agregando una comunidad de fitoplancton a cada botella de agua de mar del experimento anterior, junto con una pequeña cantidad de un isótopo de hierro radiactivo. ⁵⁵Hierro. Luego dejaron que las plantas roen su entorno durante 24 horas.

A continuación, Buckman y sus colegas filtraron agua de mar para aislar el fitoplancton. Entonces usa un archivo contador de flash, que mide los destellos de luz causados ​​por la desintegración radiactiva, para estimar la cantidad de ⁵⁵Hierro dentro de las células vegetales. Después de calcular los isótopos de hierro no radiactivos (⁵⁶hierro y ⁵⁷Fe) también se supuso a la misma velocidad, y los investigadores estimaron la cantidad total de hierro procesada por el fitoplancton. Descubrieron que la presencia de gránulos fecales negativos mejoraba la absorción de hierro en el fitoplancton en aproximadamente 5 veces en comparación con los gránulos fecales de krill.

Utilizando estos hallazgos, el equipo llegó a dos conclusiones. Primero, en comparación con los gránulos de krill fecal, los gránulos fecales pasivos liberan más hierro. En segundo lugar, el hierro disuelto se vuelve más biodisponible en presencia de gránulos fecales negativos que en presencia de gránulos fecales de krill. Buckman y sus colegas sugieren que existen explicaciones razonables para cada uno de estos hallazgos.

Primero, los gránulos fecales negativos liberan más hierro porque son más frágiles que los gránulos fecales de krill y tienden a descomponerse más fácilmente. Investigaciones anteriores mostraron. Para explicar el segundo resultado, Buckman y sus colaboradores sugirieron que los enlaces:Iones o moléculas que se unen fácilmente a otros átomos.Liberado por gránulos fecales negativos, el hierro disuelto es más biodisponible para el fitoplancton. El equipo vio esto como plausible, ya que el krill y el krill difieren ampliamente en sus mecanismos digestivos.

pregunta de carbono

estos resultados, Publicado hoy a biología actual, puede tener efectos reales sobre las poblaciones de fitoplancton, sugirieron los investigadores. Esto se debe a que las temperaturas de la superficie del mar están aumentando en todo el mundo debido al cambio climático y el krill está aumentando. Muévete a latitudes más altas En busca de agua más fresca. A medida que los hábitats del krill se reducen, los grupos de salpas prosperan en su lugar. Este cambio de población se traduce en más hierro biodisponible, lo que podría significar comunidades de fitoplancton prósperas.

El equipo reconoció que lo que eso significa en última instancia desde el punto de vista del secuestro de carbono es una cuestión abierta. Si el número de fitoplancton crece sin control, eventualmente morirá y se hundirá en el fondo del mar, atrapando carbono. Sin embargo, si los animales como los saprófitos y el krill (y por lo tanto las especies en la parte superior de la cadena alimentaria) comen la recompensa, las poblaciones animales pueden prosperar. Los animales bombean dióxido de carbono a la atmósfera al respirar, dijo Bockman, pero también envían carbono al fondo del mar en sus excrementos. eos. «Es una interacción muy compleja entre diferentes organismos y elementos».

– Catherine Corney (KatherineKornei), un escritor científico