El océano extrae alrededor de un tercio del CO₂ de la atmósfera, mitigar el cambio climático y hacer posible la vida en la Tierra. Una parte importante de este CO ₂ se elimina gracias al fitoplancton, diminutas criaturas marinas que utilizan la luz para realizar la fotosíntesis, como plantas o árboles en la tierra. Estas células fijan CO ₂ para acumular biomasa y multiplicar, y llevarlo a las profundidades del océano cuando mueran y se hundan. El fitoplancton es, por tanto, la base de la cadena alimentaria marina, y su productividad no solo afecta al CO ₂ niveles, pero también la pesca y la economía mundial.

Entonces, ¿por qué el fitoplancton pasa desapercibido para la mayoría de nosotros? si son tan importantes? Intenta encontrarlos en tu próxima visita al acuario, puede que tenga dificultades. La mayoría de las especies de fitoplancton son 100 veces más pequeñas que las hormigas de su jardín. lo que significa que necesita una lupa realmente poderosa (¡un microscopio!) para estudiarlos. Desde nuestras costas hasta el medio del océano, el fitoplancton está muy extendido y para conocerlo es necesario un poco de navegación.

Los samaritanos del océano

Sin embargo, el fitoplancton necesita un ingrediente clave para estar activo:nitrógeno. Así como los fertilizantes o las leguminosas son necesarios para cultivar en tierra, El nitrógeno proporciona el valor nutritivo que el fitoplancton necesita para crecer en el océano. Obtener suficiente nitrógeno en el océano puede resultar engorroso. Las costas reciben nitrógeno a través de ríos o afloramientos de aguas profundas ricas en nitrógeno, pero la mayor parte del océano es demasiado remoto para beneficiarse de estas fuentes.

Para empeorar las cosas, la superficie del océano tropical es cálida, haciendo muy difícil la mezcla con aguas profundas y ricas en nutrientes. Estos "desiertos oceánicos" son grandes extensiones de agua azul clara que en conjunto representan alrededor del 60% de la superficie oceánica global. ¿Cómo es posible la vida allí sin nitrógeno? Afortunadamente, otras criaturas diminutas, diazótrofos, existir en estos desiertos

Las bacterias del océano tropical ayudan a bombear CO ₂ fuera de la atmósfera:nuevo estudio. @ PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

- The Conversation (@ConversationUK) 24 de octubre de 2019

Los diazótrofos vienen al rescate realizando un servicio hercúleo:transformar el nitrógeno inerte del aire en jugosas formas nitrogenadas disponibles para el fitoplancton. Esta transformación implica una gran inversión energética para los diazótrofos, para terminar regalando ese nitrógeno a la comunidad. Los diazótrofos son los verdaderos samaritanos del océano.

Es probable que su misión crucial se vea afectada por el cambio climático. Polución, acidificación, la pérdida de oxígeno y el calentamiento se encuentran entre los efectos negativos de nuestro desarrollo económico y el crecimiento demográfico cada vez mayor. El cambio climático ya está afectando la cantidad de nitrógeno que llega al océano a través de cambios en la circulación de las corrientes, aumento de la carga de nitrógeno agrícola a través de los ríos, o aportes atmosféricos a través de actividades industriales.

Pero, ¿Cómo afectará el cambio climático a la actividad y diversidad de los diazótrofos? Es difícil decir cuando ni siquiera sabemos cuántos hay y cuán diversos son. Solo se han estudiado unas cinco especies de diazótrofos en el océano, y los experimentos de simulación del cambio climático solo se han probado en dos. Las expediciones de circunnavegación global han descubierto que los diazótrofos son mucho más diversos de lo que pensábamos. Restringir sus respuestas al cambio climático es crucial para predecir la productividad futura del océano. La diversidad mucho mayor de diazótrofos implica no solo una mayor provisión general de nitrógeno a los océanos, sino también una mayor eficiencia y quizás una mayor resistencia al cambio, que espera ser verificado.

Una lente hacia el futuro

El proyecto Notion analizará el futuro del fitoplancton a través de una lente diazotrófica. En el laboratorio, recrearemos las condiciones del cambio climático y observaremos cómo los diazótrofos responden a ellas.

Responderemos preguntas como:¿el CO extra ₂ en el agua afectan su crecimiento? ¿Los diazótrofos dan aún más nitrógeno "fertilizante" a otros organismos en concentraciones altas de CO? ₂ ¿mundo? Ya existen modelos globales de circulación oceánica y distribución de especies de fitoplancton, pero deben mejorarse con datos experimentales para predecir cómo se verá nuestro océano en el futuro. NOTION integrará nuevos conjuntos de datos globales y nuevos datos experimentales para integrar la información que falta en los modelos. Transformaremos así la biología en matemáticas, utilizando el comportamiento de respuesta de los diazótrofos como tendencias proyectables a diferentes escenarios futuros de cambio climático.

Con estas herramientas nuestro objetivo es proporcionar una mejor comprensión de la respuesta del océano al cambio climático, que será fundamental para un uso sostenible del océano y sus recursos, e imprescindible para evaluar su capacidad de actuar como sumidero de CO ₂ en nuestro futuro cercano.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.