Fitoplancton, microbios fotosintéticos unicelulares, Desempeñan un papel fundamental en el ciclo global del carbono y alimentan las redes tróficas marinas. Globalmente La productividad del fitoplancton está regulada por la disponibilidad de nutrientes esenciales como el nitrógeno y el hierro. Investigadores del Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica, Kiel, ahora han podido demostrar que el crecimiento del fitoplancton en grandes extensiones del océano no está limitado por un solo nutriente, pero por múltiples nutrientes simultáneamente. El estudio ha sido publicado hoy en la principal revista científica. Naturaleza .

Los flujos de nutrientes a la superficie del océano están cambiando. Es casi seguro que estos cambios influirán en la productividad del fitoplancton y afectarán las redes tróficas marinas y el ciclo del carbono. Pero cómo, exactamente, ¿Se verá afectada la productividad del fitoplancton? Para responder a esta pregunta, Es importante saber qué nutrientes limitan el crecimiento del fitoplancton en el océano. Las mediciones de las concentraciones de nutrientes en el océano han mostrado un agotamiento generalizado de múltiples elementos simultáneamente. Sin embargo, hasta la fecha, Ningún estudio experimental ha demostrado de manera convincente la denominada co-limitación del crecimiento de más de un nutriente en grandes extensiones del océano.

Un equipo de investigación internacional dirigido por el biogeoquímico marino Dr. Thomas Browning del Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica, Kiel, ha demostrado ahora que en amplias regiones del Atlántico Sur, se necesitaba una combinación de dos nutrientes para estimular el crecimiento de fitoplancton, mientras que en algunos casos, se requirieron tres nutrientes separados para maximizar el crecimiento. El equipo ha publicado sus resultados en la revista científica Naturaleza . "La co-limitación de nutrientes se ha propuesto muchas veces antes. Sin embargo, pudimos probarlo experimentalmente en grandes extensiones oceanográficas por primera vez, "dice el Dr. Browning.

El estudio se basa en los resultados de una expedición realizada como parte del Programa Internacional GEOTRACES en el buque de investigación alemán METEOR frente al suroeste de África en noviembre-diciembre de 2015. En numerosos sitios a lo largo de los miles de kilómetros de ruta de crucero, El Dr. Browning tomó muestras de agua para experimentos en los que el nitrógeno, planchar, y cobalto se agregaron en todas las combinaciones posibles y se incubaron en un ambiente que simulaba el océano.

"La configuración experimental parece bastante simple. Sin embargo, La implementación técnica de este tipo de experimentos es realmente compleja, ya que necesitamos asegurar que las cámaras experimentales no se contaminen con oligoelementos. Este es un desafío porque estos elementos se encuentran en casi todas partes en los barcos, incluso en nuevas superficies de plástico, "explica el Dr. Browning." El fitoplancton también es muy sensible a la luz y la temperatura, por lo que se debe tener especial cuidado al recolectar y conservar estas muestras ".

También se encontraron patrones espaciales en los nutrientes que limitan el crecimiento del fitoplancton. Mientras que en algunas muestras más cercanas a la costa, un solo nutriente aumentó significativamente el crecimiento del plancton, se necesitaban al menos dos nutrientes para estimular el crecimiento en muestras tomadas del océano abierto. "Otro hallazgo clave fue que encontramos que estos regímenes de limitación podrían conciliarse con las concentraciones de nutrientes medidas en el agua de mar ambiental, "dice el Dr. Browning.

Este último resultado es significativo ya que sugiere la posibilidad de hacer predicciones a mayor escala sobre la limitación de nutrientes utilizando nuevos datos de programas como GEOTRACES, un gran esfuerzo internacional para mapear las concentraciones de nutrientes en el océano. Los resultados también tienen implicaciones para los modelos oceánicos globales. "Muchos modelos biogeoquímicos aún no abordan adecuadamente la importancia de la co-limitación de nutrientes. Nuestro estudio puede ayudar a mejorar la representación de esto, "dice el Dr. Browning. Agrega:"Por supuesto, Esto es solo el primer paso. Se deberían realizar experimentos similares en otras regiones para evaluar qué tan extendido está el fenómeno. Por último, La combinación de dicha información con las mediciones de nutrientes en todo el mundo y las mejoras en los modelos biogeoquímicos oceánicos nos permitirá hacer predicciones sólidas sobre la limitación de nutrientes y su respuesta al cambio a escala mundial. "