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    Los oceanógrafos predicen un aumento del fitoplancton para el 2100

    Crédito:CC0 Public Domain

    Un modelo de sistema terrestre impulsado por redes neuronales ha llevado a la Universidad de California, Los oceanógrafos de Irvine a una conclusión sorprendente:las poblaciones de fitoplancton crecerán en aguas de baja latitud a finales del siglo XXI.

    El resultado inesperado de la simulación va en contra de la creencia de muchos en la comunidad científica ambiental de que el futuro cambio climático global hará que los océanos tropicales sean inhóspitos para el fitoplancton. que son la base de la red alimentaria acuática. Los investigadores de la UCI proporcionan la evidencia de sus hallazgos en un artículo publicado hoy en Naturaleza Geociencia .

    El autor principal Adam Martiny, Catedrático de Oceanografía de la UCI, Explicó que el pensamiento predominante sobre la biomasa de fitoplancton se basa en un océano cada vez más estratificado. Los mares cálidos inhiben la mezcla entre la capa fría más pesada en las profundidades y el agua cálida más ligera más cercana a la superficie. Con menos circulación entre los niveles, menos nutrientes llegan a los estratos más altos donde pueden acceder a ellos el plancton hambriento.

    "Todos los modelos climáticos tienen este mecanismo integrado, y ha llevado a estas predicciones bien establecidas de que la productividad del fitoplancton, la biomasa y la exportación a las profundidades del océano disminuirán con el cambio climático, ", dijo." Los modelos del sistema terrestre se basan en gran medida en estudios de laboratorio del fitoplancton, pero, por supuesto, los estudios de laboratorio del plancton no son el océano real ".

    Según Martiny, Los científicos tradicionalmente contabilizan el plancton midiendo la cantidad de clorofila en el agua. Hay considerablemente menos materia verde en las regiones de latitudes bajas que son muy calientes en comparación con las regiones más frías más alejadas del ecuador.

    "El problema es que la clorofila no es todo lo que hay en una célula, y de hecho en latitudes bajas, muchos plancton se caracterizan por tener una cantidad muy pequeña; hay tanta luz del sol, el plancton solo necesita unas pocas moléculas de clorofila para obtener suficiente energía para crecer, ", señaló." En realidad, Hasta ahora hemos tenido muy pocos datos para demostrar realmente si hay o no más o menos biomasa en las regiones que se someten a estratificación. Como resultado, la base empírica para una menor biomasa en las regiones más cálidas no es tan sólida ".

    Estas dudas llevaron a Martiny y sus colegas de la UCI a realizar su propio censo de fitoplancton. Analizando muestras de más de 10, 000 ubicaciones en todo el mundo, el equipo creó una síntesis global de los grupos clave de fitoplancton que crecen en regiones cálidas.

    La gran mayoría de estas especies son células muy pequeñas conocidas como picofitoplancton. Diez veces más pequeño en diámetro que las cepas de plancton que se encontrarían en la costa de California, y 1, 000 veces menos voluminosos:el picofitoplancton es, sin embargo, grande en número, constituyendo del 80 al 90 por ciento de la biomasa de plancton en la mayoría de las regiones cálidas.

    El grupo construyó mapas globales y comparó la cantidad de biomasa a lo largo del gradiente de temperatura, un parámetro clave, según Martiny. Realización de un análisis de aprendizaje automático para determinar la diferencia ahora frente al año 2100, encontraron una gran sorpresa:"En muchas regiones habría un aumento del 10 al 20 por ciento de la biomasa de plancton, en lugar de un declive, "Dijo Martiny.

    "El aprendizaje automático no está influenciado por la mente humana, ", dijo." Simplemente le damos al modelo toneladas y toneladas de datos, pero pueden ayudarnos a desafiar los paradigmas existentes ".

    Una de las teorías que el equipo exploró para explicar el crecimiento, con la ayuda del coautor Francois Primeau, Profesor de ciencia del sistema terrestre de la UCI, tenía que ver con lo que le sucede al fitoplancton al final de su ciclo de vida.

    "Cuando el plancton muere, especialmente estas especies pequeñas, permanecen sentados un rato más, y tal vez a altas temperaturas, otro plancton puede degradarlos más fácilmente y reciclar los nutrientes para construir nueva biomasa, "Dijo Martiny.

    Tales características de los ecosistemas no son fácilmente tomadas en cuenta por los modelos mecanicistas del sistema terrestre, según Martiny, pero formaban parte del conjunto de datos geográficamente diverso que el equipo utilizó para entrenar su modelo de nicho cuantitativo derivado de la red neuronal.

    Martiny dijo que este estudio como seguimiento de la investigación publicada el verano pasado es una prueba más de la diversidad y resistencia del fitoplancton.

    "Obviamente, podríamos dejar que el cambio climático se salga de control y se adentre en un territorio completamente desconocido, y luego todas las apuestas se cancelan, ", dijo." Pero al menos por un tiempo, Creo que las capacidades de adaptación en estas diversas comunidades de plancton las ayudarán a mantener una biomasa alta a pesar de estos cambios ambientales ".

    Junto a Martiny y Primeau estaban los autores Pedro Flombaum, ex investigador postdoctoral de la UCI y más tarde investigador invitado en ciencias del sistema terrestre (actualmente profesor en la Universidad de Buenos Aires, Argentina), y Weilei Wang, Becario postdoctoral de la UCI en ciencias del sistema terrestre. El estudio recibió el apoyo del programa Ten Big Ideas de la National Science Foundation y de la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental del Departamento de Energía de EE. UU.


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