Los foraminíferos producen conchas más gruesas y pesadas en las regiones subtropicales más densas
Nuevos hallazgos han revelado que los cambios en la densidad del océano tienen un significativo impacto en la velocidad a la que el plancton marino incorpora carbono a sus conchas. Esto tiene profundas implicaciones para el ciclo del carbono y la capacidad del océano para absorber el CO2 atmosférico en respuesta al cambio climático.
Hasta ahora, los investigadores se han centrado en cómo la química y la acidificación de los océanos afectan la biomineralización del plancton marino. Este estudio, dirigido por el Dr. Stergios Zarkogiannis del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, abre nuevos caminos al destacar el papel fundamental de las propiedades físicas del océano (específicamente la densidad) a la hora de influir en este proceso.
Los foraminíferos, abundantes organismos microscópicos con concha, desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono, debido a su capacidad de secuestrar dióxido de carbono en sus conchas de carbonato de calcio (un proceso llamado calcificación). Estos se hunden hasta el fondo del océano cuando mueren, lo que contribuye al almacenamiento de carbono a largo plazo. Sin embargo, siguen siendo poco conocidos los factores que impulsan la calcificación.
Este nuevo estudio se centró en Trilobatus trilobus, una abundante especie de foraminífero planctónico. Los hallazgos revelan que esta especie es muy sensible a los cambios en la densidad y la salinidad del océano (no solo a la química) y afina su proceso de calcificación en respuesta a ellos. Una razón clave para esto es que T. trilobus, al igual que otros foraminíferos planctónicos, no puede moverse activamente y depende de las fuerzas de flotabilidad (una función de la densidad del océano) para mantener su posición en la columna de agua.
Según los nuevos resultados, a medida que disminuye la densidad del océano (y con ella las fuerzas de flotabilidad), T. trilobus reduce la calcificación para disminuir su peso y evitar hundirse. Esto, en última instancia, hace que las aguas superficiales sean más alcalinas y aumenta su capacidad para absorber CO2.
Imagen: Ubicación de las muestras de núcleos y representación esquemática de las corrientes superficiales, las áreas de afloramiento de los giros subtropicales (en verde) y los principales frentes del océano Atlántico, muchos de los cuales también operan a profundidades de termoclina. Crédito: Royal Society Open Science (2024). DOI: 10.1098/rsos.240179.
Los resultados tienen importantes implicaciones para el cambio climático. Cuando las capas de hielo se derriten, se introduce agua dulce en los océanos, lo que hace que disminuya su densidad. La reducción de la calcificación en aguas menos densas, prevista en un futuro océano afectado por el derretimiento y enfriamiento de las capas de hielo impulsado por el clima, podría aumentar la alcalinidad del océano y mejorar su capacidad para absorber CO2.
En el caso de los ciclos climáticos de corto plazo, una mayor absorción de CO2 por los océanos tendría una mayor influencia que una menor incorporación de carbono a los foraminíferos planctónicos (que almacenan carbono durante ciclos más largos).
"Nuestros hallazgos demuestran cómo los foraminíferos planctónicos adaptan la arquitectura de sus conchas a los cambios en la densidad del agua de mar. Este ajuste natural, que regula potencialmente la química atmosférica durante millones de años, subraya la compleja interacción entre la vida marina y el sistema climático global", dijo el Dr. Stergios Zarkogiannis.
En el estudio, el Dr. Zarkogiannis analizó conchas fósiles de T. trilobus modernas (del Holoceno tardío) recolectadas en sitios de sedimentos de aguas profundas a lo largo de la Cordillera Mesoatlántica en el Océano Atlántico central.
Imagen derecha: Tomografías de rayos X de cuatro de las muestras estudiadas
Utilizando técnicas avanzadas como la tomografía microcomputarizada con rayos X (que rota las muestras para capturar miles de imágenes de rayos X), reconstruyéndolas en tres dimensiones para revelar detalles anatómicos ocultos y la geoquímica de oligoelementos de las conchas, el estudio conectó los patrones de calcificación con variaciones en la salinidad, la densidad y la química de los carbonatos.
Los resultados demostraron que la especie produce conchas más delgadas y ligeras en aguas ecuatoriales y conchas más gruesas y pesadas en las regiones subtropicales más densas.
Según el Dr. Zarkogiannis, el estudio replantea la narrativa en torno a la calcificación oceánica, mostrando que los cambios físicos del océano, como la densidad y la salinidad, juegan un papel tan importante como los factores químicos. Estos hallazgos brindan una visión crítica de cómo los ecosistemas marinos se adaptan al cambio climático.
El Dr. Zarkogiannis añadió: "Aunque los organismos planctónicos pueden flotar pasivamente en la columna de agua, están lejos de ser participantes pasivos en el ciclo del carbono. Al ajustar activamente su calcificación para controlar la flotabilidad y garantizar la supervivencia, estos organismos también regulan la capacidad del océano para absorber CO2. Esta doble función subraya su profunda importancia para comprender y abordar los desafíos climáticos".
Si bien este estudio revela conocimientos fundamentales sobre cómo T. trilobus adapta su calcificación, se necesita más investigación para determinar si la regulación de la flotabilidad influye en la calcificación en otros grupos de organismos que contribuyen a la regulación de la química del océano y la atmósfera, como los cocolitóforos.
Además, no está claro si se trata de un proceso universal que afecta a todos los organismos planctónicos, incluidos los que forman conchas utilizando sílice o materiales orgánicos. Los futuros estudios del Dr. Zarkogiannis investigarán si estos principios se aplican a diversos grupos y regiones oceánicas.
Los hallazgos se han publicado en Royal Society Open Science: Calcification and ecological depth preferences of the planktonic foraminifer Trilobatus trilobus in the central Atlantic
