Parece un bote de basura flotando en las aguas de la costa de California. Pero no es basura. De hecho, puede desempeñar un papel clave en el seguimiento de la salud de nuestros océanos.

¿Los signos vitales? La salud de los habitantes más pequeños de los mares:el fitoplancton.

Desde diatomeas encerradas en vidrio hasta dinoflagelados que pueden causar floraciones de algas tóxicas, El fitoplancton es un grupo diverso de algas que viven en el océano. Sirven como la base de la cadena alimentaria del océano y son responsables del ciclo de los nutrientes en el agua y de la producción de oxígeno a través de la fotosíntesis.

"Una de cada dos respiraciones de oxígeno que tomas proviene de plantas en el océano, y la mayoría de las veces la gente no piensa en ellos porque son microscópicos, "dijo Bethany Kolody, estudiante de posgrado investigador de la Institución de Oceanografía Scripps en San Diego.

Pero la diversidad del fitoplancton hace que sea difícil predecir cómo responderán a los cambios en el océano, especialmente los debidos al calentamiento global, y cómo sus reacciones afectarán la salud del océano en su conjunto.

Un influjo de nutrientes en un área en particular puede impulsar un crecimiento masivo de algas. Los cambios en la temperatura del agua pueden cambiar la distribución de las fuentes de alimentos disponibles. Las zonas del mar pueden absorber dióxido de carbono y acidificarse.

Todos estos cambios requieren que el fitoplancton responda a nuevas presiones. Desafortunadamente, Escucharlos a escondidas puede ser un desafío.

Si los investigadores no tienen una expedición planeada cuando ocurre uno de estos eventos oceánicos, bien podría no haber sucedido, dijo Andrew Allen, oceanógrafo microbiano y ecologista en Scripps.

"Realmente necesita estar en el lugar correcto en el momento adecuado para tomar muestras, " él dijo.

Una solución puede venir en forma de "un laboratorio en una lata, "dijo el biólogo molecular Chris Scholin, presidente y director ejecutivo del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI). Es un robot oceánico que trae las herramientas de un laboratorio de biología molecular al mar.

Este robot llamado Procesador de Muestras Ambientales, o ESP para abreviar, fue desarrollado hace unos 15 años por Scholin y su equipo en MBARI.

A Scholin se le ocurrió la idea mientras estudiaba la proliferación de algas dañinas en el Golfo de Maine.

"Me quedé impresionado por la forma en que la gente se hacía a la mar y ponía instrumentos en el agua, y podrían contarte todo lo que estaba pasando, ", dijo." Pero cuando llegó el momento de contar las algas tóxicas con fines de salud pública e investigación, nos llevaría días ".

Así que Scholin y sus colegas se pusieron manos a la obra.

Primero, tenían que averiguar qué se necesitaría para diseñar y construir este robot oceánico.

Recolectando muestras de agua bajo el agua, donde la presión es mayor que en tierra, fue un obstáculo. Tomar una muestra lo suficientemente grande como para llenar un balde doméstico y condensarla en unas pocas gotas para el análisis molecular fue otra.

Una vez recolectadas las muestras, el robot necesitaría poder recolectar y almacenar material genético de microbios oceánicos sin refrigerarlos o congelarlos.

"Era un trabajo un poco más grande de lo que pensaba, "Dijo Scholin.

Después de una extensa investigación y pruebas, el ESP que debutó en 2006 pudo recolectar muestras de ADN y registrar la temperatura del agua. Observó su ubicación precisa y la velocidad de deriva a medida que se tomaba cada muestra, permitiendo a los investigadores correlacionar sus resultados con las condiciones cambiantes del océano. Incluso podría analizar las características del ADN de los organismos que recopiló y enviar la información a los investigadores que esperan en tierra con solo un ligero retraso.

Actualmente, los laboratorios de todo el mundo utilizan más de 20 robots ESP. La mayoría están en EE. UU. pero uno está en Dinamarca y otros dos están en camino a China, Dijo Scholin.

Stephanie Moore, un oceanógrafo de investigación en el Centro de Ciencias Pesqueras del Noroeste de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, ha desplegado un ESP frente a la costa de Washington en un lugar conocido por la proliferación de algas. Estos crecimientos tóxicos de algas pueden convertir a los mariscos en venenosos y enfermar a los peces.

"Si vemos que algunas de las concentraciones de células de algas nocivas o tal vez la concentración de toxinas aumentan, podemos activar (el ESP) para tomar una muestra adicional, "Dijo Moore." Tener esa comunicación bidireccional con el instrumento todo el tiempo es realmente beneficioso ".

Los robots son especialmente excelentes para monitorear microbios en áreas remotas donde sería costoso fletar expediciones de investigación. ella añadió.

El ESP también ha ayudado a los investigadores a investigar la genética del fitoplancton.

Kolody, Allen y sus colegas de Scripps analizaron recientemente los datos recopilados por un ESP frente a la costa de California para ver cómo la diversa población de microbios que viven allí decidía cuál de sus genes activar o desactivar durante el día. El robot pudo ir a la deriva con las corrientes y tomar muestras de la misma población de microbios cada cuatro horas.

"Finalmente podemos tener una idea de cómo esta población está cambiando con el tiempo y cómo reacciona a los diferentes impulsores del medio ambiente:cambios en la luz solar, cambios en los nutrientes, interacciones entre miembros de la población, "Dijo Kolody.

El equipo de Scholin en MBARI está trabajando arduamente en un nuevo ESP que será lo suficientemente pequeño como para conectarlo a un vehículo submarino autónomo.

Un estudio reciente de investigadores de MBARI y NOAA mostró que este último robot es capaz de tomar muestras del ADN que los organismos marinos dejan en el medio ambiente.

"No solo están todos estos microorganismos allí, pero en realidad rastros de animales más grandes que no necesariamente ves o atrapas en tu pequeña muestra de agua, "Dijo Scholin.

El uso de estos ESP para recolectar ADN ambiental será importante para monitorear la presencia de especies invasoras y para estudiar la biodiversidad del océano.

El objetivo de Scholin es que en el futuro, "tendríamos estas cosas por todos lados, al igual que las estaciones meteorológicas, " él dijo.

"Este es solo el comienzo de este tipo de campo, ", dijo." Para usar la analogía de la música, no estamos ni cerca del punto donde podemos transmitir. Todavía estamos en la etapa de grabación y reproducción en este momento. Pero está llegando. Es una oportunidad real para que los ingenieros, científicos y grupos ambientales trabajen juntos ".

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