Los científicos del sitio LTER de la costa de Santa Bárbara de NSF están realizando experimentos con algas gigantes. Crédito:Sitio LTER costero de NSF Santa Barbara
Uno de los organismos de más rápido crecimiento en la Tierra, Las algas gigantes pueden crecer 2 pies por día y alcanzar casi 150 pies de largo, en una temporada de crecimiento.
Los brotes de crecimiento de esta gran alga se alimentan de una dieta de nitrógeno disuelto. Una de las principales formas de nitrógeno es el nitrato, y aunque el nitrato es escaso en verano y otoño, Las algas gigantes siguen creciendo durante todo el año.
Los investigadores afiliados al sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) de la Costa de Santa Bárbara (SBC) de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) querían determinar cómo las algas gigantes mantenían su impresionante crecimiento en temporadas en las que el nitrato casi desaparece.
Los detalles de sus hallazgos aparecen hoy en un artículo de la revista. Letras de limnología y oceanografía .
Más de una forma de nitrógeno
Nitrato y otra forma de nitrógeno, amonio, son las únicas fuentes que se sabe que utilizan las algas. "Observamos el amonio. Pero su presencia no pudo explicar la cantidad total de crecimiento que estábamos viendo en el verano, "explicó el autor principal Jason Smith de la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB).
Los científicos descubrieron que las algas también utilizan otra forma de nitrógeno disuelto, urea, se encuentra en abundancia en zonas de afloramiento costero como el Canal de Santa Bárbara.
Un bosque de algas gigantes frente a la costa del sur de California. Crédito:Ron McPeak
"La urea es un fertilizante común, "dijo Smith, "por lo que está presente en la escorrentía. Y también hay fuentes naturales".
Cuando los científicos midieron la urea en el océano, encontraron que estaba presente de manera constante durante todo el año, y las concentraciones tendían a ser más altas que las de amonio y nitrato en el verano.
"Este informe proporciona una explicación de cómo las algas gigantes en el sur de California pueden persistir y crecer cuando las concentraciones de nitrato en las aguas costeras son extremadamente bajas, "dijo David Garrison, un director de programa en el programa LTER de NSF, que financió el estudio.
Planta de algas marinas gigante solitaria rodeada de peces cabeza de oveja de California (Semicossyphus pulcher). Crédito:Ron McPeak
Experimentos submarinos y en el laboratorio
Los investigadores llevaron a cabo experimentos con algas marinas gigantes en el campo, y en hojas de algas traídas al laboratorio. Smith y sus colegas probaron si las algas podían aprovechar la urea como nutriente, y comparó las tasas de crecimiento cuando se usaron amonio y nitrato como nutrientes.
"Resultó que las algas marinas no mostraban preferencia, y usó urea en proporciones iguales a las de amonio, ", Dijo Smith." Nuestros resultados sugieren que hay suficiente urea disponible para sostener el crecimiento de algas cuando los niveles de amonio y nitrato son bajos ".
Sin embargo, el cálculo de la tasa de uso de estos diferentes compuestos proporcionó solo la mitad de la respuesta.
Un dosel denso de hojas de algas gigantes flota en la superficie del agua frente a la costa del sur de California. Crédito:Ron McPeak
"Realizamos una serie de experimentos controlados en tejido de algas marinas para demostrar que la molécula de urea entra en el tejido, ", Dijo Smith." Somos los primeros en documentar para cualquier alga que se consume toda la molécula de urea, lo que amplía enormemente la fisiología conocida de las algas gigantes y los tipos de formas de nitrógeno que la planta puede utilizar ".
Urea:presente en los océanos costeros de todo el mundo
Los científicos saben que la urea tiene una presencia persistente en el océano costero, no solo frente a las costas de California, sino también en los océanos costeros de todo el mundo. El hallazgo ayuda a explicar el crecimiento de algas en muchos lugares.
La investigación también ayuda a responder otra pregunta:por qué el crecimiento del fitoplancton disminuyó durante El Niño de 2013-2016, mientras florecían las algas gigantes. Menos nitrógeno disponible en las aguas superficiales más cálidas disminuyó el crecimiento del fitoplancton, mientras que el crecimiento de las algas gigantes fue constante, gracias a la urea como fuente de nutrientes. El fitoplancton no utiliza urea.
Las bolsas de polietileno con puertos de muestreo se utilizan para estudiar el uso de urea por las plantas de algas gigantes. Crédito:Sitio LTER costero de NSF Santa Barbara
Se agregó el coautor Dan Reed, investigador principal del sitio NSF SBC LTER y científico de UCSB, "Sabiendo que las algas gigantes usan urea, y que la urea no está relacionada con la disponibilidad de nitrato en el océano, da a los científicos una forma de comprender las razones por las que el crecimiento de las algas marinas parece diferir del del fitoplancton ".
A los científicos del sitio NSF SBC LTER les gustaría saber cómo se divide el uso de nitrógeno entre las algas marinas y el fitoplancton. y si el calentamiento de los océanos tendrá el mismo efecto sobre las algas gigantes que sobre el fitoplancton.
Todo nitrógeno, los investigadores dijeron, claramente no es lo mismo.
