Notícies



La fotosíntesi marina és més sensible als nutrients que a la temperatura


Cèl·lules de diatomeas observades al microscopi. Fotografía: Isabel G. Teixeira.
30 Abril 2018

 El fitoplàncton, 'motor verd' de l'oceà, sosté la vida marina. Un nou estudi ajuda a predir la seva resposta a l'escalfament global. Científics de l'Institut de Ciències del Mar (CSIC) i de l' Universitat de Vigo han analitzat la resposta del fitoplàncton a l'escalfament en condicions d'alta i baixa disponibilitat de nutrients.

Un principi fonamental en biologia és que quan s’augmenta la temperatura, s'accelera el metabolisme, el que suposa que els organismes capten i utilitzen els recursos de forma més ràpida. Des de fa temps, s'intenta confirmar aquest principi en el cas del fitoplàncton marí, ja que aquests microorganismes són el veritable 'motor verd' de l'oceà: realitzen la meitat de tota la captació de CO2 per fotosíntesi que passa arreu del planeta, i la seva activitat fotosintètica sosté els recursos pesquers i contribueix a la regulació del clima.

Si l'augment de temperatura accelera el metabolisme del fitoplàncton, això implicaria un augment de la seva capacitat fotosintètica i, en conseqüència, una major fixació de CO2.  Però, tal com revelen científics de l'ICM-CSIC i la Universitat de Vigo en un estudi publicat a la revista The ISME Journal del grup Nature, la temperatura no és tan determinant com l'abundància de nutrients.

"En condicions òptimes, amb elevada disponibilitat de nutrients, la temperatura estimula la fotosíntesi del fitoplàncton", explica Emilio Marañón, professor de la Universitat de Vigo i director de l'estudi. "Això ha portat a predir que la fotosíntesi del fitoplàncton podria accelerar-se en l'oceà, que ha registrat en certes regions un augment de temperatura superficial de més de 2 ° C en els últims 100 anys".

No obstant això, continua aquest investigador, "en la major part de les regions oceàniques, la concentració de nitrogen és molt baixa, el que limita la capacitat del fitoplàncton per créixer. Per això vam decidir investigar la resposta del fitoplàncton a la temperatura en condicions de limitació per nutrients".

 

Amb pocs nutrients, la temperatura gairebé no afecta

Per comprovar l'efecte conjunt de la temperatura i els nutrients sobre el metabolisme fitoplanctònic, els investigadors van mesurar la fotosíntesi i respiració de tres espècies cosmopolites i molt abundants a l'oceà (un cianobacteri, un diatomea i un cocolitofórido), mantingudes en cultius de laboratori sota diferents combinacions de temperatura i subministrament de nitrogen.

Els seus resultats van mostrar que tant la fotosíntesi com la respiració responien fortament quan augmentava l'aportació de nitrogen, mentre que l'efecte de la temperatura era quasi inapreciable. Aquests resultats suggereixen que la resposta del fitoplàncton a l'escalfament variarà geogràficament a l'oceà, en funció de si a la zona hi ha més o menys nutrients, principalment nitrogen.

Com indica Pedro Cermeño, investigador de l'Institut de Ciències del Mar del CSIC a Barcelona i un dels autors de l'estudi, "l'augment de temperatura estimularà el metabolisme fitoplanctònic en zones productives, però amb prou feines es notarà el seu efecte en regions amb forta escassetat de nutrients, que suposen el 80% de la superfície oceànica".

Segons aquest treball, la resposta de la productivitat biològica de l'oceà als processos de canvi global estarà més dominada pels canvis en l'aportació de nutrients que per la temperatura.

Els resultats d'aquesta investigació acaben de publicar a la revista del grup Nature The ISME Journal. L'estudi ha estat coordinat per Emilio Marañón, professor del Departament d'Ecologia i Biologia Animal de la Universitat de Vigo, i compta amb la participació de Maria Pérez Lorenzo i Beatriz Mouriño, del mateix Departament, i de Pedro Cermeño, de l'Institut de Ciències del Mar.

Aquesta investigació ha estat finançada pel Ministeri d'Economia i Competitivitat a través del Pla Estatal d'Investigació Científica i Tècnica i d'Innovació.

 

Referència:
Marañón E, Pérez-Lorenzo M, Cermeño P, Mouriño-Carballido B (2017) Nutrient limitation suppresses the temperature dependence of phytoplankton metabolic rates, The ISME Journal, doi:10.1038/s41396-018-0105-1

 

Nota de premsa: Delegació CSIC Catalunya