Un estudio halla que la acidificación oceánica altera la química interna del fitoplancton

Un estudio publicado en Nature Geoscience ha encontrado que el dióxido de carbono liberado a la atmósfera está cambiando la química interna del fitoplancton, los organismos fotosintéticos microscópicos que forman la base de las redes alimentarias marinas y producen aproximadamente la mitad del oxígeno de la Tierra. Un equipo dirigido por el Instituto de Investigación Pesquera del Mar Amarillo y el Instituto de Tecnología de Harbin, en China, cultivó en el laboratorio una especie de diatomea llamada Thalassiosira pseudonana. Según Phys.org, los investigadores expusieron las diatomeas a altos niveles de dióxido de carbono y bajo fosfato para ver cómo respondían.

El equipo cultivó las diatomeas durante 880 días, abarcando más de 1.000 generaciones, y las sometió a prueba en cuatro configuraciones: un grupo de control que imitaba las condiciones oceánicas actuales, un entorno con bajo fosfato, un entorno con alto dióxido de carbono y un entorno combinado con alto dióxido de carbono y bajo fosfato. El equipo monitoreó las células a lo largo del experimento, perfilando cambios en el crecimiento, la expresión génica y la química interna. Para comprobar si los cambios se heredaban o eran reacciones temporales al estrés, trasladaron las diatomeas que habían evolucionado con alto dióxido de carbono de vuelta a niveles normales de dióxido de carbono después de 1.000 generaciones.

Cuando los niveles de dióxido de carbono eran altos, las diatomeas crecían más rápido y mantenían tasas de fotosíntesis más altas incluso cuando se las volvía a colocar en niveles normales de dióxido de carbono, lo que, según los autores del estudio, sugiere que los cambios se habían vuelto heredados en lugar de ser respuestas temporales a su entorno. En condiciones de bajo fósforo, las diatomeas expuestas a altos niveles de dióxido de carbono contenían con el tiempo alrededor de un 26% menos de fósforo orgánico en relación con el carbono. Esa caída en el contenido de fósforo se invirtió cuando cambiaron los niveles de dióxido de carbono, lo que significa que la asignación interna de fósforo sigue siendo flexible en lugar de fijarse permanentemente.

Para gestionarlo, las células agotaron sus reservas de fósforo de respaldo y cambiaron a lípidos de membrana sin fósforo, lo que les permitió seguir creciendo con un presupuesto de fósforo más reducido. "Como resultado, la acumulación de carbono se desacopla progresivamente del almacenamiento de fósforo", escribieron los científicos.

Los investigadores también compararon sus resultados con muestras de plancton silvestre y experimentos con comunidades naturales de plancton costero, analizaron datos globales de expresión génica y utilizaron modelos del sistema Tierra para pronosticar cambios globales hasta 2100. Las comunidades naturales de plancton costero reflejaron los resultados de laboratorio, en particular donde el fosfato era escaso. Sin embargo, los investigadores señalaron que "la dirección de los cambios en el metabolismo del P vinculados a la OA [acidificación oceánica] es improbable que sea universal entre los taxones".