Las diatomeas son un grupo muy común de algas que se encuentran no solo en corrientes de agua dulce, ríos y lagos, sino también en aguas marinas. Estos organismos unicelulares son particularmente prevalentes en las aguas del Océano Austral alrededor de la Antártida. Dado un suministro adecuado de nutrientes yla luz, las diatomeas pueden multiplicarse con tal fuerza explosiva que crean una "floración" de algas
Durante su rápido ciclo de crecimiento, las diatomeas absorben enormes cantidades de oligoelementos y nutrientes de la capa de agua superficial, especialmente silicio para formar sus conchas, y zinc, que desempeña un papel fisiológico vital en su desarrollo. El fuerte agotamiento de nutrientes causado porLa floración de algas es más prominente en la capa de agua superior y afecta la química de muchos de los principales océanos del mundo, un fenómeno descrito por un equipo de investigadores dirigido por Derek Vance, profesor de Geoquímica y Petrología en ETH Zurich, en un artículo publicadorecientemente en la revista académica Geociencia de la naturaleza .
Las diatomeas consumen nutrientes
Los investigadores pueden monitorear la reproducción en masa de estos organismos al examinar los perfiles de profundidad de la concentración de zinc y silicio en el agua de mar de los diferentes océanos: los perfiles son idénticos para ambos elementos, con un agotamiento significativo en el kilómetro superior de la columna de agua.La conclusión del estudio es que esto es causado por la actividad biológica de las diatomeas en la capa superficial alrededor de la Antártida, seguido por el transporte de las masas de agua resultantes de agotamiento de nutrientes a otras partes del océano en las corrientes.
Agotada de nutrientes, la capa más alta del agua fluye en dirección al ecuador. Cuando alcanza una latitud de alrededor de 45-50 grados, se hunde debajo de una capa superficial más cálida. Esta capa de agua media se extiende bien hacia los océanos del nortey no se mezcla completamente con otras capas, y por lo tanto permanece privado de nutrientes.
No todas las aguas superficiales alrededor de la Antártida fluyen hacia el Ecuador. Muy cerca del continente antártico, las aguas superficiales se vuelven muy saladas y densas debido a la formación de hielo marino. Esta agua densa se hunde en el abismo. Las algas que florecen en la superficiea menudo terminan en un tipo de muerte masiva una vez que todos los nutrientes se han agotado. Luego se hunden en este océano profundo. A medida que se hunden, algunas diatomeas también se "empaquetan" en partículas excretadas por pequeñas criaturas marinas y, en las profundidades del océano, las célulasdescomponer y liberar zinc y silicio en el agua de mar. Las corrientes oceánicas profundas que viajan hacia el norte transportan los elementos traza 5000 metros debajo de la superficie. Esto permite que el zinc y el silicio se repongan.
El agua del fondo fluye en un amplio circuito en la dirección del ecuador y de regreso hacia la Antártida, donde la corriente vertical transporta los nutrientes enriquecidos a la superficie del agua inundada de luz, permitiendo que las diatomeas comiencen un nuevo ciclo reproductivo.
Contradicción explicada
La idea de acoplar el ciclo de vida de las diatomeas con las corrientes dominantes del Océano Austral también permite a los investigadores dirigidos por el profesor Vance resolver la paradoja de que los perfiles de profundidad de silicio y zinc son similares, aunque las dos sustancias son necesarias para diferentespartes de las células.
El zinc es necesario para las enzimas en la parte orgánica de las células, mientras que el silicio se usa para formar la capa inorgánica. Se esperaría que la parte orgánica de las diatomeas se descomponga cerca de la superficie del agua, y la capa inorgánica en el agua inferiorcapas. Teóricamente, esto debería producir diferentes perfiles de profundidad, pero este fenómeno no se observa. Los investigadores creen que esto se debe a que la descomposición de las células muertas no ocurre en el agua superficial, sino solo una vez que estas células se han hundido a una profundidad media.En este nivel, los componentes orgánicos e inorgánicos se descomponen y los dos elementos traza se liberan en la misma masa de agua.
Según el profesor de ETH, aún no está claro exactamente por qué las diatomeas absorben cantidades relativamente grandes de zinc, aunque necesitan muy poco, según el profesor de ETH. Una posible explicación es que los organismos tienen proteínas transportadoras que transportan el hierro nutriente esencial a la célulaSin embargo, el agua de mar contiene muy poco hierro ". Para poder absorber la mayor cantidad de hierro posible, estas proteínas de transporte son posiblemente hiperactivas. Como efecto secundario, también absorben no específicamente iones metálicos que tienen una carga positiva doble, incluido el zinc ", explica el profesor Vance.
Comprender cómo las diatomeas afectan los ciclos de nutrientes en los océanos del mundo ayuda a los científicos a evaluar las posibles consecuencias del cambio climático ". Si el calentamiento global provoca que la temperatura aumente o el contenido de sal del agua de mar, las corrientes oceánicas y la distribución de oligoelementos y nutrientespodría cambiar también, lo que a su vez afectaría a las diatomeas y su actividad biológica ", subraya el profesor Vance.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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