Enjambres de pequeños organismos mezclan nutrientes en las aguas oceánicas

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camarón de la salmuera

La turbulencia de los nadadores podría ser lo suficientemente poderosa como para remover nutrientes de las profundidades

Cuando se trata de pequeños nadadores oceánicos, el conjunto es mucho mayor que la suma de sus partes. La turbulencia del océano provocada por multitud de criaturas como el krill puede ser lo suficientemente potente como para extenderse cientos de metros hacia las profundidades, según sugiere un nuevo estudio.

Los camarones de salmuera moviéndose verticalmente en dos diferentes tanques de laboratorio crearon pequeños remolinos que se agregaron en un chorro más o menos del tamaño de todo el grupo migratorio, informaron los investigadores en línea el 18 de abril en Nature.

Con una velocidad del fluido de aproximadamente 1 a 2 centímetros por segundo, el chorro también era lo suficientemente potente como para mezclar aguas poco profundas con aguas más profundas y saladas. Sin mezclar, estas aguas de diferentes densidades permanecerían aisladas en capas.

El camarón representa nadadores del tamaño de un centímetro, incluidos el krill y los copépodos con forma de capullo, que se encuentran en los océanos del mundo y que pueden mezclar capas oceánicas y suministrar aguas profundas ricas en nutrientes al fitoplancton, o plantas marinas microscópicas, cerca de la superficie, sugieren los investigadores.

"El pensamiento original es que estos animales batirían sus apéndices y crearían pequeños remolinos del mismo tamaño que sus cuerpos", dice John Dabiri, un experto en dinámica de fluidos en la Universidad de Stanford. Trabajos previos, incluidas mediciones acústicas de las migraciones de krill en el océano (SN: 10/7/06, p.238) y simulaciones teóricas del flujo de fluidos alrededor de nadadores, como las medusas y los copépodos con forma de capullo (SN: 29/08/09, p. 14), había sugerido que podrían estar provocando más turbulencia de lo que se pensaba.

En 2014 Dabiri fue coautor de un estudio que debutó con la configuración del tanque de laboratorio que también se utilizó en la nueva investigación. Ese documento notó que la migración del camarón de la salmuera creó chorros y remolinos mucho más grandes que ellos. "Pero había escepticismo sobre si los resultados de laboratorio eran relevantes para el océano", dice Dabiri. El estudio de 2014 no tuvo en cuenta cómo el agua del océano se estratifica en capas que no se mezclan fácilmente, debido a las diferencias en la salinidad o la temperatura. No estaba claro si la turbulencia generada por los camarones podría ser lo suficientemente fuerte y extenderse lo suficientemente profundo como para superar las barreras físicas y mezclar las capas.

migración vertical del krill

La nueva investigación utilizó un tanque de 1.2 metros de profundidad y otro tanque de 2 metros de profundidad. Cada uno contenía decenas de miles de camarones salinos ondulados en dos capas de agua de diferentes densidades. Los investigadores usaron luces LED para inducir al camarón a migrar hacia arriba o hacia abajo, imitando las masivas migraciones verticales diarias de krill, copépodos y otros habitantes del océano. Los camarones migraron muy cerca el uno del otro, y eso ayudó a magnificar sus esfuerzos individuales, hallaron los científicos.

"Cuando un animal nada hacia arriba, está dando patadas hacia atrás", dice Dabiri. Esa parcela de agua luego es pateada hacia abajo por otro animal cercano, y luego otro. El resultado es una avalancha descendente que se fortalece a medida que continúa la migración y, finalmente, se extiende tan profundo como todo el grupo de migración. En el océano, eso podría ser tanto como cientos de metros.

"En el corazón de la investigación está la cuestión de si la vida en el océano, a medida que avanza sobre el medio ambiente, produce una 'mezcla' importante", dice William Dewar, oceanógrafo de la Universidad Estatal de Florida en Tallahassee. "Estos resultados argumentan bastante convincentemente que lo hacen, y contrarrestan fuertemente la preocupación de que la mayoría de las especies marinas son demasiado pequeñas para importar".

El descubrimiento del equipo abre la puerta a una serie de interesantes preguntas, añade Dewar. La mezcla oceánica es una parte importante del ciclo climático global: agita los nutrientes que alimentan las proliferaciones de fitoplancton y ayuda al intercambio de gases con la atmósfera. Agregar la mezcla biológicamente impulsada a los procesos físicos en el océano hace que la ecuación sea aún más compleja, dice.

El siguiente paso será tratar de observar el efecto en el mar, utilizando mediciones a bordo, dice Dabiri. "Estudios previos buscaron turbulencias o remolinos en la escala del tamaño de los animales", dice, en lugar de grandes chorros descendentes. "Este documento nos dice por primera vez qué buscar".

Artículo científico: Vertically migrating swimmers generate aggregation-scale eddies in a stratified column

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