Las diatomeas son los productores más importantes de biomasa vegetal en el océano y ayudan a transportar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera a las profundidades del océano y así regular nuestro clima. Debido a que las diatomeas dependen de la sílice en lugar del carbonato de calcio para construir sus caparazones, anteriormente se pensaba que se beneficiaban de la acidificación del océano, un cambio químico en el agua de mar provocado por la creciente absorción de CO2 que dificulta la calcificación. En un estudio publicado hoy en Naturaleza, los científicos del GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel muestran que las diatomeas, que son un tipo de plancton, también se ven afectadas. Los análisis de datos de experimentos de campo y simulaciones de modelos sugieren que la acidificación de los océanos podría reducir drásticamente las poblaciones de diatomeas.
Mientras que los organismos calcificadores como las ostras y los corales tienen dificultades para formar sus caparazones y esqueletos en agua de mar más ácida, las diatomeas se han considerado menos susceptibles a los efectos de la acidificación del océano, un cambio químico desencadenado por la absorción de dióxido de carbono (CO2). Las diminutas diatomeas extendidas a nivel mundial utilizan sílice, un compuesto de silicio, oxígeno e hidrógeno, como material de construcción para sus caparazones. Investigadores del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica de Kiel, el Instituto de Ciencias Geológicas y Nucleares de Nueva Zelanda y la Universidad de Tasmania han demostrado por primera vez que las diatomeas están amenazadas en un estudio publicado en Naturaleza. Para el estudio, los investigadores vincularon un análisis general de varias fuentes de datos con el modelado del sistema terrestre. Los hallazgos proporcionan una nueva evaluación del impacto global de la acidificación de los océanos.
Como resultado de la acidificación de los océanos, las capas de silicio de las diatomeas se disuelven más lentamente. Esto no es una ventaja: hace que las diatomeas se hundan en capas de agua más profundas, antes de que se disuelvan químicamente y se conviertan nuevamente en sílice. En consecuencia, este nutriente se exporta de manera más eficiente a las profundidades del océano y, por lo tanto, se vuelve más escaso en la capa superficial inundada de luz, donde se necesita para formar nuevas conchas. Esto provoca una disminución de las diatomeas, según los científicos en su reciente publicación. Las diatomeas contribuyen con el 40 por ciento de la producción de biomasa vegetal en el océano y son la base de muchas redes alimentarias marinas. También son el principal impulsor de la bomba biológica de carbono que transporta CO2 en las profundidades del océano para su almacenamiento a largo plazo.
El Dr. Jan Taucher, biólogo marino de GEOMAR y primer autor del estudio, dice: «Con un análisis general de experimentos de campo y datos de observación, queríamos averiguar cómo la acidificación de los océanos afecta a las diatomeas a escala global. Nuestra comprensión actual de los efectos ecológicos del cambio oceánico se basa en gran medida en experimentos a pequeña escala, es decir, desde un lugar determinado en un momento determinado. Estos hallazgos pueden ser engañosos si no se tiene en cuenta la complejidad del sistema terrestre. Nuestro estudio utiliza las diatomeas como ejemplo para muestran cómo los efectos a pequeña escala pueden conducir a cambios en todo el océano con consecuencias imprevistas y de gran alcance para los ecosistemas marinos y los ciclos de la materia Dado que las diatomeas son uno de los grupos de plancton más importantes del océano, su disminución podría conducir a un cambio significativo en la red alimentaria marina o incluso un cambio para el océano como sumidero de carbono».
El metanálisis examinó datos de cinco estudios de mesocosmos de 2010 a 2014, de diferentes regiones oceánicas que van desde el Ártico hasta las aguas subtropicales. Los mesocosmos son un tipo de tubo de ensayo de gran tamaño y gran volumen en el océano con una capacidad de decenas de miles de litros, en los que se pueden estudiar los cambios en las condiciones ambientales en un ecosistema cerrado pero por lo demás natural. Para ello, el agua encerrada en los mesocosmos se enriqueció en dióxido de carbono para corresponder a escenarios futuros con aumentos moderados a altos del CO atmosférico.2 niveles Para el presente estudio, se evaluó la composición química del material orgánico de las trampas de sedimentos a medida que se hundía en el agua contenida en los contenedores experimentales en el transcurso de varias semanas de experimentos. En combinación con las mediciones de la columna de agua, surgió una imagen precisa de los procesos biogeoquímicos dentro del ecosistema.
Los hallazgos obtenidos de los estudios de mesocosmos podrían confirmarse utilizando datos de observación globales del océano abierto. Muestran, de acuerdo con los resultados del metanálisis, una menor disolución de las capas de silicio a una mayor acidez del agua de mar. Con los conjuntos de datos resultantes, se realizaron simulaciones en un modelo del sistema terrestre para evaluar las consecuencias de las tendencias observadas en todo el océano.
«Ya para fines de este siglo, esperamos una pérdida de hasta el diez por ciento de las diatomeas. Eso es inmenso si se considera lo importantes que son para la vida en el océano y para el sistema climático», continuó el Dr. Taucher. «Sin embargo, es importante pensar más allá de 2100. El cambio climático no se detendrá abruptamente, y los efectos globales en particular tardarán algún tiempo en ser claramente visibles. Dependiendo de la cantidad de emisiones, nuestro modelo en el estudio predice una pérdida de hasta 27 porcentaje de sílice en las aguas superficiales y una disminución de diatomeas en todo el océano de hasta un 26 por ciento para el año 2200, más de una cuarta parte de la población actual».
Este hallazgo del estudio contrasta marcadamente con el estado anterior de la investigación oceánica, que ve a los organismos calcificadores como perdedores y a las diatomeas menos afectadas por la acidificación del océano. El profesor Ulf Riebesell, biólogo marino de GEOMAR y jefe de los experimentos del mesocosmo, agrega: «Este estudio destaca una vez más la complejidad del sistema terrestre y la dificultad asociada para predecir las consecuencias del cambio climático provocado por el hombre en su totalidad. Sorpresas de este tipo recuérdanos una y otra vez los riesgos incalculables que corremos si no contrarrestamos el cambio climático de manera rápida y decisiva».
