Fitoplancton calcáreo ‘victima’ del calentamiento global y la acidificación oceánica

Científicos del Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals de la Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB) alerta que los efectos del calentamiento del mar Mediterráneo en las comunidades planctónicas se verán agravados por la acidificación oceánica.

El estudio, publicado recientemente en la revista Scientific Reports de Nature, pone de manifiesto que algunos de los mayores cambios ambientales previstos para este siglo en el Mar Mediterráneo (tales como la acidificación y el calentamiento oceánico, y las cada vez más frecuentes olas de calor marinas en verano) pueden tener efectos adversos en la productividad de comunidades de fitoplancton con capacidad de calcificar (cocolitofóridos).

Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) producidas por la actividad humana han aumentado de forma alarmante en las últimas décadas. Una cuarta parte de este CO2 antropogénico ha sido absorbido por los océanos, modificando la química del agua y disminuyendo el pH, fenómeno conocido como la acidificación de los océanos.

El calor atrapado en la atmósfera a causa de los gases de efecto invernadero también está provocando el aumento de la temperatura del agua del mar (que absorbe anualmente hasta un 90%). Este proceso dificulta el aporte de nutrientes a las capas oceánicas superiores, debido a una pronunciada estratificación de la columna de agua superficial. “Se espera que el calentamiento en el área mediterránea se produzca un 20% más rápido que la media global y que las olas de calor marinas sean cada vez más frecuentes a finales del siglo XXI, con graves consecuencias para la biodiversidad y la producción marina”, indicó Patrizia Ziveri, profesora de investigación ICREA en el ICTA-UAB, y directora del estudio.

Los cocolitóforos, un grupo marino muy abundante de fitoplancton calcificado, juegan un papel importante en los ciclos biogeoquímicos y en la regulación del clima del planeta. Estas algas diminutas de menos de una centésima de milímetro se encuentran en la base de la cadena trófica marina e interaccionan con el CO2 atmosférico y oceánico mediante su proceso de calcificación y de fotosíntesis.

“Hasta el momento, pocos estudios científicos han analizado cómo el calentamiento y la acidificación de manera combinada podrían afectar al comportamiento fisiológico y al éxito evolutivo de las comunidades de cocolitóforos”, explicó Michaël Grelaud, coautor del estudio.

La mayoría de estudios se han llevado a cabo en laboratorio considerando clones de las especies. Los investigadores del ICTA-UAB, en colaboración con el Hellenic Centre for Marine Science Research (HCMR) llevaron a cabo experimentos en mesocosmos con comunidades de plancton recolectadas en aguas naturalmente pobres en nutrientes del este del Mediterráneo (la isla de Creta en Grecia) incluyendo células de fitoplancton calcificante.

Por primera vez, el estudio detalló el comportamiento de estas algas bajo condiciones de temperatura del mar superior a los 28ºC y un pH de 7.8 unidades en el Mediterráneo Oriental, una región pobre en nutrientes.

Los resultados muestran un claro efecto negativo del estrés térmico en la productividad y la calcificación de los cocolitóforos. Asimismo, se detectaron porcentajes considerables de anomalías de calcificación asociadas a un pH bajo. Además, “por primera vez hemos registrado un interesante incremento de la productividad de Rabdosphaera clavigera, una especie típica del este del Mediterráneo, como respuesta a la acidificación”, indicó Barbara D’Amario, primera autora del estudio. Esto destaca la importancia de analizar las respuestas de especies específicas al cambio climático, y de abordar sus mecanismos de adaptación.

Los científicos consideran que, debido al incremento progresivo de las emisiones de CO2 en la atmósfera, los peligros derivados del calentamiento y la acidificación oceánica se agudizarán todavía más en las próximas décadas, transformando las comunidades de plancton del Mediterráneo. En el futuro, será esencial comprender bien las interacciones entre los diferentes componentes de las comunidades de plancton para conocer mejor los futuros impactos del cambio climático en su adaptación y productividad. 

Artículo científico

D’Amario, B., Pérez, C., Grelaud, M., Pitta. P., Krasakopoulou E., Ziveri P. (2020). Coccolithophore community response to ocean acidification and warming in the Eastern Mediterranean Sea: results from a mesocosm experiment. Scientific Reports.   Enlace al artículo: https://www.nature.com/articles/s41598-020-69519-5

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