Investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Xiamen informan que en las aguas oligotróficas tropicales y subtropicales, la acidificación de los océanos reduce la producción primaria, el proceso de fotosíntesis del fitoplancton, donde absorben dióxido de carbono (CO 2 ), luz solar y nutrientes para producir materia orgánica (alimento y energía).
Por Justin Jackson, Phys.org
Una investigación de seis años reveló que el fitoplancton eucariota disminuye en condiciones de alto CO₂ , mientras que las cianobacterias no se ven afectadas. La disponibilidad de nutrientes, en particular el nitrógeno, influyó en esta respuesta.
Los resultados indican que la acidificación de los océanos podría reducir la producción primaria en los océanos oligotróficos tropicales y subtropicales en aproximadamente un 10%, con implicaciones globales. Al extrapolarse a todas las regiones oceánicas afectadas con bajo contenido de clorofila, esto se traduce en una pérdida estimada de 5 mil millones de toneladas métricas en la producción primaria oceánica global, lo que representa aproximadamente el 10% del carbono total fijado por el océano cada año.
La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
El aumento del CO₂ antropogénico ha provocado que los océanos del mundo absorban aproximadamente 3300 millones de toneladas métricas de carbono, aproximadamente el 30 % de las emisiones anuales de origen humano. El aumento del carbono disminuye el pH del agua de mar mediante la acidificación de los océanos. Este proceso de acidificación afecta a las especies marinas y las funciones de los ecosistemas. Estudios de laboratorio sobre el fitoplancton han mostrado respuestas variables: algunas especies se benefician de la eficiencia impulsada por el CO₂, mientras que otras sufren alteraciones de la homeostasis del pH y de la biodisponibilidad de nutrientes.
La mayor parte de la investigación de campo sobre la acidificación de los océanos se ha centrado en regiones de latitudes medias y altas, donde predominan las diatomeas, los cocolitóforos y otros fitoplancton de gran tamaño. Existen datos limitados sobre las aguas ultraoligotróficas tropicales y subtropicales , que aportan aproximadamente el 20 % de la producción primaria oceánica mundial y están dominadas por pequeñas especies de fitoplancton.
En el estudio, titulado «El fitoplancton eucariota impulsa una disminución en la producción primaria en respuesta al aumento de CO 2 en los océanos tropicales y subtropicales», los investigadores realizaron una serie de experimentos de microcosmos para examinar las respuestas de la comunidad de fitoplancton eucariota a la acidificación de los océanos.
Se realizaron un total de 48 experimentos de enriquecimiento de CO₂ a bordo en 45 estaciones del Giro Subtropical del Pacífico Norte, la zona norte del Mar de China Meridional y la Zona de Transición del Pacífico Norte. Cada experimento utilizó microcosmos de entre 10 y 20 litros, incubados durante aproximadamente tres días en condiciones controladas de CO₂ . Las concentraciones de dióxido de carbono se fijaron en 400 µatm para simular los niveles ambientales actuales y en 700 µatm para reflejar la acidificación proyectada en escenarios de emisiones moderadas.
Los resultados mostraron una disminución constante de la producción primaria en condiciones de acidificación en el Giro Subtropical del Pacífico Norte y el Mar de China Meridional. No se observaron cambios significativos en la Zona de Transición del Pacífico Norte. El fitoplancton eucariota de pequeño tamaño presentó una reducción significativa en abundancia, especialmente en el Giro Subtropical del Pacífico Norte durante el verano (30%) y el invierno (15%).
Las cianobacterias, incluyendo Prochlorococcus y Synechococcus, no mostraron cambios sustanciales y, en algunos casos, la abundancia de Synechococcus aumentó. La correlación entre la disminución de las poblaciones de fitoplancton eucariota y la disminución de la producción primaria sugiere que estos organismos son impulsores clave de la fijación de carbono en regiones pobres en nutrientes.
La limitación de nitrógeno exacerbó los efectos de la acidificación oceánica sobre el fitoplancton eucariota. Las estaciones con nitraclinas más profundas (profundidad a la que comienzan a aumentar los niveles de nitrato en el océano) mostraron descensos más pronunciados en la producción primaria.
En dos experimentos adicionales de enriquecimiento de nutrientes, la adición de nitrato mitigó los efectos negativos de la acidificación en el crecimiento del fitoplancton eucariota y aumentó la diversidad de la comunidad. Este hallazgo sugiere que la disponibilidad de nutrientes modula el impacto de la acidificación oceánica en la producción primaria.
Extrapolando los resultados a los océanos oligotróficos tropicales y subtropicales globales, los investigadores estiman que la acidificación podría reducir la producción primaria en aproximadamente un 10 %. Esto debilitaría la capacidad del océano para sustentar la vida, reduciendo la cantidad de carbono que el fitoplancton procesa para alimentarse en aproximadamente 5 000 millones de toneladas métricas al año.
Estos hallazgos sugieren que la acidificación continua de los océanos puede alterar significativamente el ciclo del carbono en los ecosistemas marinos con nutrientes agotados, lo que podría afectar la pesca y las redes alimentarias mundiales y tener implicaciones a largo plazo para la aceleración del cambio climático a través de una menor capacidad de secuestro oceánico.
Más información: Rongbo Dai et al., El fitoplancton eucariota impulsa una disminución de la producción primaria en respuesta al aumento de CO₂ en los océanos tropicales y subtropicales, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2423680122
