Esta descendiendo su diversidad bajo el último hielo marino
Algo curioso está sucediendo debajo de los océanos antárticos: está cambiando la cadena alimentaria.
En 2022 en el estrecho de McMurdo la situación cambió de inesperadas maneras.
"En ese año hubo una temporada bastante interesante en la que se formó el hielo marino en el estrecho de McMurdo, una parte en su momento normal y otra parte unos seis meses después", dice Jacqui Stuart, estudiante de doctorado e investigadora en el Instituto Cawthron de Nueva Zelanda.
Tomó muestras de ADN ambiental (ADNe) tanto del hielo marino en el momento normal como del recién llegado para ver qué estaba haciendo el fitoplancton, el caballo de batalla del océano.
Hubo grandes cambios en lo que prosperaba bajo el hielo.
Los detalles precisos están en secreto hasta que se publique la tesis doctoral de Stuart, posiblemente el próximo año, pero el panorama general es que la cantidad de fitoplancton bajo el hielo marino tardío era normal.
Con la diversidad, sin embargo, no fue así.
Fitoplancton es un término general dado a una amplia gama de especies de diminutas plantas y Stuart descubrió que simplemente no había tantas especies bajo el hielo, lo que podría convertirse en un problema para las criaturas más grandes que las comen.
En el hielo marino del estrecho de McMurdo crece un tipo particular de frágil matriz llamada hielo de plaquetas, creada por agua sobreenfriada derretida bajo el agua desde el fondo de las plataformas de hielo.
Este hielo, que normalmente estaría a un par de metros de profundidad bajo el hielo marino, crea un "arrecife al revés" en el que florece el fitoplancton. Pero el año pasado el hielo tardío midió entre 10 centímetros y un metro y medio, dice Stuart.
"Las algas que viven en el hielo de plaquetas no surgen de la nada. Tienen que existir en la columna de agua cuando se forma el hielo marino", afirma. "Potencialmente, esas especies [que encontré] prefieren ese entorno".
De hecho, las inmersiones en hielo entre 2014 y 2021 identificaron poblaciones inesperadas de fitoplancton que viven bajo el hielo marino alrededor de la Antártida, esperando su oportunidad de florecer.
El estrecho de McMurdo es sólo una pequeña porción de la costa antártica, pero las muestras de ADN electrónico de Stuart no son la única evidencia que sugiere que algo extraño está sucediendo bajo el agua.
La proliferación de fitoplancton está comenzando antes y dura más en áreas donde el hielo marino tarda más en crecer, ya que pueden aprovechar un mayor acceso a la luz, descubrió un equipo dirigido por la Dra. Sandy Thomalla del Consejo de Investigación Científica e Industrial de Sudáfrica.
Por el contrario, las floraciones en otras partes del Océano Austral comienzan en promedio 50 días más tarde y terminan antes, factores que los investigadores temen tendrán consecuencias para las cadenas alimentarias del océano.
Si existe un dios, podría tener forma de fitoplancton.
El fitoplancton son organismos microscópicos que se encuentran en la parte inferior de la cadena alimentaria y de los que dependen para vivir todas las demás criaturas oceánicas y algunas terrestres.
Convierten en alimento (ellos mismos) la materia inorgánica que es arrastrada por las corrientes desde las profundidades del océano que luego es devorado por el siguiente tamaño, el zooplancton, que es devorado por los peces, que a su vez es devorado por los peces más grandes, y así sucesivamente.
Imagen: Esquema que muestra las conexiones entre los miembros de la red alimentaria microbiana y el bucle microbiano y los procesos que impulsan la transferencia de carbono a niveles tróficos más altos y el flujo hacia el océano profundo.
Pero los microorganismos son más que la simple hierba del mar.
Hace unos 800-600 millones de años, las cianobacterias colonizaron el océano y, a través de la fotosíntesis, comenzaron a producir oxígeno. Al hacerlo, crearon y continúan manteniendo la atmósfera de la que disfruta la vida en la Tierra.
Hoy en día, fijan aproximadamente la mitad del dióxido de carbono de la atmósfera y son responsables de la mitad de la producción de oxígeno, pero representan sólo el 1% de la biomasa mundial.
Además, la teoría endosimbiótica sugiere que las más de 20.000 especies de fitoplancton que conocemos evolucionaron a partir de cianobacterias.
El fitoplancton también da forma a la composición química del océano y la atmósfera. Consumen carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis y luego lo almacenan en forma de peces muertos y heces de peces.
Tal vez prosperen, tal vez no
Entre los muchos misterios que rodean al fitoplancton, nadie está muy seguro de qué efecto tendrán los eventos naturales extremos causados por una mayor cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera sobre el fitoplancton y, por lo tanto, sobre la cadena alimentaria.
Se espera que la biomasa de fitoplancton aumente con más dióxido de carbono en el aire (siempre que tenga suficientes nutrientes).
Y varios estudios, como este publicado en la revista Frontiers in Marine Science en 2014, teorizan que los océanos más cálidos reducirán la cantidad de fitoplancton, porque las capas de agua más cálidas suprimen las corrientes ascendentes que traen nutrientes de aguas más profundas para que los coman los microorganismos.
Luego ocurrió "The Blob", una masa de agua caliente en el Pacífico en 2014-2016 donde el fitoplancton más grande, como las diatomeas consumidas por el krill, desapareció y fue reemplazado en algunas áreas por cianobacterias tóxicas y especies más pequeñas. En otros lugares continuaron las surgencias y florecieron las diatomeas.
Un nuevo modelo climático australiano publicado en Nature Climate Change en marzo de 2023 sugirió que esos fitoplancton más pequeños todavía son accesibles como alimento, pero para grupos gelatinosos de zooplancton, como las salpas y los larvas, a expensas de pequeños crustáceos omnívoros como el krill y los copépodos, que necesitan fitoplancton más grandes y sustanciales.
"Tiene un costo: estos grupos son gelatinosos y tienen alrededor del cinco por ciento del carbono contenido en el zooplancton omnívoro como el krill y los copépodos", dijo en ese momento el autor principal, el Dr. Ryan Heneghan. "En términos de nutrición, esto sería como sustituir un filete de vacuno por un plato de gelatina".
Pero dijo que la Antártida es un lugar más complejo. "La zona que rodea la Antártida es la más incierta del mundo en términos de bioquímica", afirma.
"Lo que se ha observado en las grandes olas de calor marinas es un cambio en la composición del fitoplancton a un fitoplancton más pequeño y una explosión de fitoplancton gelatinoso. Por otro lado, con el derretimiento del hielo marino, es posible que se observen más afloramientos en las regiones antárticas, lo que también podría significar una mayor productividad".
Imagen: Floración de fitoplancton en el estrecho McMurdo, Antártida
El sorprendente hallazgo de Stuart sobre la falta de diversidad bajo el último hielo marino de McMurdo podría tener consecuencias para la salud de las criaturas que dependen de él para alimentarse.
"Me gusta pensar en la comunidad de microalgas como la sección de productos agrícolas del supermercado", dice. "Tenemos nuestro brócoli, nuestros plátanos, nuestras peras y muchas cosas diferentes con muchos valores nutricionales diferentes. Al final del día, todo son productos agrícolas, pero no obtendrás los mismos nutrientes de un plátano que de un brócoli. Piénselo, no estaríamos muy contentos si un año solo hubiera brócoli y ñame durante todo el invierno".
El problema, según ella lo ve, es que todavía no sabemos qué cambios serán importantes porque se sabe muy poco sobre el fitoplancton.
Y debido a que son la base de la cadena alimentaria global (los humanos obtienen del mar alrededor del 17 por ciento de la carne comestible), no está claro cuáles serán las consecuencias de cualquier cambio en las especies dominantes de fitoplancton en lugares como la Antártida.
"¿Cuánta proteína intenta la humanidad obtener de los océanos cada año? ¿Y de dónde proviene la energía para que crezcan? Es esta gran cadena, esta gran conexión. Si estamos viendo eso a ese nivel fundamental y no lo entendemos, no sé si van a pasar cosas buenas o malas".
Si bien la difícil situación de los pingüinos emperador toca la fibra sensible y la tasa de crecimiento del hielo marino confunde a todos, la vida y la época del fitoplancton en el Océano Austral siguen siendo un gran misterio.
