El fitoplancton absorbe una gran cantidad de nitrógeno, exacerbando la deficiencia de fósforo
Nuevas investigaciones sobre el ciclo del fósforo marino están profundizando nuestra comprensión del impacto de las actividades humanas en los ecosistemas de los mares costeros.
La investigación, codirigida por la Universidad de East Anglia (UEA), en asociación con el Centro Conjunto de Investigación Chino-Reino Unido de la Universidad Oceánica de China, analizó el impacto de los aerosoles y la escorrentía de los ríos sobre las microalgas en las aguas costeras de China.
El estudio identificó una "bomba de nitrógeno antropogénico", que cambia el ciclo del fósforo y, por lo tanto, la probable biodiversidad costera y los servicios ecosistémicos asociados.
En un ecosistema equilibrado, las microalgas, también conocidas como fitoplancton, proporcionan alimento a una amplia gama de criaturas marinas, incluidos peces, camarones y medusas.
"Nuestro trabajo proporciona la base para conocer las consecuencias de la eutrofización provocada por el hombre, mediante la cual los nutrientes provocan floraciones masivas de algas y desequilibran la estructura de nutrientes nitrógeno-fósforo. Debido a la actividad económica especialmente en las regiones costeras, que son las más productivas a nivel mundial, hay una mayor producción de residuos que incluyen sustancias líquidas y aerosoles. Los primeros acaban en los ríos y los segundos acaban en la atmósfera", dice el investigador principal Haoyu Jin, estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias Ambientales de la UEA en la Universidad Oceánica de China.
"Lo que nuestro estudio muestra es que el nitrógeno disuelto es el nutriente predominante en estos productos de desecho que se añaden a los ríos y a la atmósfera. Sin embargo, la vida también requiere otros nutrientes y uno que es igualmente importante es el fósforo. Lo que encontramos es que la adición de nitrato como producto de desecho en los ríos y la atmósfera reduce tanto el fosfato en los océanos costeros, que las algas eventualmente quedan limitadas por este nutriente".
"Sin embargo, algunas de ellas son capaces de acceder a una reserva de fósforo que en el pasado desempeñaba un papel menor en los océanos costeros, conocida como fósforo orgánico disuelto (DOP)".
Los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos con microcosmos en los mares costeros de China.
El fitoplancton normalmente requiere para crecer fósforo inorgánico disuelto (DIP), pero como esto está limitado por los niveles crecientes de nitrógeno, las microalgas han podido mejorar la actividad de la fosfatasa alcalina para utilizar fósforo orgánico disuelto (DOP).
"Si continuamos como hasta ahora en términos de contaminación de los océanos costeros con productos de desecho principalmente ricos en nitratos, cambiarán las comunidades biológicas costeras porque solo prosperarán aquellos productores primarios que sean capaces de utilizar fósforo orgánico en su lugar. Es básicamente una paradoja: aunque contaminamos los océanos costeros con nutrientes, no lo hacemos con el conjunto equilibrado de nutrientes que se adapta a las necesidades de los organismos oceánicos", dice el coinvestigador profesor Thomas Mock, de la Facultad de Ciencias Ambientales de la UEA.
"En términos de microbiota oceánica, es probable que cambien su diversidad y metabolismo para poder hacer frente a esta mala dieta. Sin embargo, dado que sustentan las redes alimentarias costeras como productores primarios, habrá efectos en cadena en los servicios ecosistémicos proporcionados por los océanos costeros, como la pesca".
Imagen: Diagrama conceptual de la bomba de nitrógeno antropogénico (ANP)
La mayoría de los estudios anteriores sobre este tema se han centrado en océanos abiertos, que generalmente tienen bajos niveles de nutrientes para las plantas y donde el efecto de la escorrentía de los ríos es limitado debido al alcance geográfico.
Por el contrario, este trabajo ha proporcionado evidencia de que la deposición atmosférica y la escorrentía de los ríos pueden estimular el crecimiento del fitoplancton en los mares costeros de China y probablemente en otros mares costeros con actividad industrial en las tierras adyacentes.
La investigación presenta el mecanismo impulsor del crecimiento del fitoplancton bajo la influencia de las actividades humanas, denominado "bomba de nitrógeno antropogénico", donde el fitoplancton absorbe una gran cantidad de nitrógeno, exacerba la deficiencia de fósforo y mejora la biodisponibilidad del DOP para el crecimiento del fitoplancton.
Además, el estudio revela que la hidrólisis y utilización del DOP están reguladas conjuntamente por la concentración de fósforo inorgánico disuelto y la biomasa de fitoplancton, lo que indica que el proceso impulsado por la "bomba de nitrógeno antropogénico" existe ampliamente en los mares costeros de todo el mundo con diferentes niveles de nutrientes.
Un artículo que describe este trabajo se publica en Nature Communications: Atmospheric deposition and river runoff stimulate the utilization of dissolved organic phosphorus in coastal seas
