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The consequences of temperature-resource interactions for the future of marine phytoplankton communities

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La diversidad de las microalgas está determinada por compromisos complejos

El fitoplancton captura la mitad del carbono del mundo. El proyecto TROPHY proporcionó información nueva sobre cómo responderá el fitoplancton al cambio climático.

Cambio climático y medio ambiente

A pesar de su tamaño microscópico, el fitoplancton constituye el 1 % de la biomasa mundial y desempeña un papel esencial en el ecosistema. Sin embargo, se desconocen muchos de los factores que determinan el éxito de determinadas especies del fitoplancton en el medio ambiente. Un factor fundamental es el concepto ecológico de compromiso, es decir, las especies son muy eficaces en un conjunto de condiciones ambientales, pero son muy ineficaces en un conjunto de condiciones ambientales diferentes. Mridul K. Thomas, investigador de TROPHY, explica: «Si conocemos el compromiso básico, podemos determinar qué especies tendrán más probabilidades de tener éxito, ahora y en el futuro».

Múltiples factores

Cuantificar este compromiso es difícil, ya que pueden participar múltiples factores como, por ejemplo, la temperatura, la luz, la densidad de nutrientes, la depredación y la salinidad, entre otros. «Una manera de estudiar esta cuestión es mantener especies en el laboratorio, donde se manipulan estos factores de una manera totalmente controlada», comenta Thomas, que trabaja en la Universidad Técnica de Dinamarca. Thomas, que contó con el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie, añade que este análisis es extremadamente caro: «Lo hemos hecho en unos pocos casos manipulando dos factores, pero realmente necesitamos múltiples factores, quizás incluso seis o más». En cambio, Thomas empleó datos recopilados por unos científicos que han estado muestreando agua en el lago de Constanza, situado a lo largo de la frontera entre Austria, Alemania y Suiza, cada dos semanas durante los últimos cuarenta años. «A medida que el medio ambiente cambia con el tiempo, el lago experimenta la mayor parte de la dimensión espacial ambiental que cubriríamos con un experimento de laboratorio. Sin duda esta aproximación es mucho más compleja, pero la idea es que, si el medio ambiente experimenta variaciones para todos estos factores, podemos calcular cómo se comportaban las especies para cada combinación de dichos factores», añade Thomas.

Complejidad

Al analizar los datos con técnicas de aprendizaje automático, Thomas descubrió, para su sorpresa, que no existían ejemplos de compromisos por pares, es decir, que una especie destacara en un factor no significaba que le fuera mal en otro, a diferencia de lo que se esperaría. Thomas explica: «Los planteamientos convencionales proponen diferentes compromisos conceptualmente sencillos y refinados en ecología, que constituyen los componentes básicos de nuestras teorías y modelos. Sin embargo, no encontré una relación tan sencilla, ya que es necesario tener variación en todos los factores para explicar por qué muchas de las especies no tienen éxito». «La financiación de la Unión Europea costeó mi sueldo y me permitió viajar para reunirme con colaboradores e ir a conferencias, lo que fue muy valioso para mí», comenta Thomas. El investigador está realizando actualmente nuevos estudios utilizando mediciones tomadas en el lago de Ginebra cada seis horas, tanto del fitoplancton como del medio ambiente. Estos datos con mayor frecuencia temporal proporcionarán una perspectiva más nítida de los compromisos, así como mejores predicciones.

Trabajo futuro

«Esto podría permitirnos hacer predicciones sobre cambios en la biodiversidad del lago a corto plazo, pero también afirmaciones más generales sobre cuál es la probabilidad de que los cambios generales en el medio ambiente —como el aumento de las temperaturas y la escorrentía agrícola— afecten al fitoplancton», explica Thomas. Si bien los hallazgos no descartan la idea de los compromisos, sí apuntan a que la relación entre los organismos y el medio ambiente es más compleja de lo que asumen los modelos actuales. Thomas concluye: «Existe una gran cantidad de fitoplancton; órdenes de magnitud mucho mayores de células que de estrellas en el universo para algunas especies. Todo lo que esté en nuestra mano para comprender mejor cómo les afecta el medio ambiente tiene repercusiones de calado para saber cómo será el mundo del futuro».

Palabras clave

TROPHY, fitoplancton, microalgas, medio ambiente, compromiso, temperatura, salinidad, clima, cambio

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