Algas unicelulares responsables de la formación de tiza.
Gephyrocapsa huxleyi , anteriormente llamada Emiliania huxleyi , es una especie de cocolitóforo que se encuentra en casi todos los ecosistemas oceánicos desde el ecuador hasta las regiones subpolares, y desde zonas de afloramiento ricas en nutrientes hasta aguas oligotróficas pobres en nutrientes. [4] [5] [6] [7] Es uno de los miles de plancton fotosintético diferente que flota libremente en la zona fótica del océano, formando la base de prácticamente todas las redes alimentarias marinas . Se estudia por las extensas floraciones que forma en aguas pobres en nutrientes después de la reformación de la termoclina de verano . Al igual que otros cocolitóforos, E. huxleyi es un fitoplancton unicelular cubierto de discos de calcita ornamentados de forma únicallamados cocolitos . Los cocolitos individuales son abundantes en los sedimentos marinos, aunque las coccosferas completas son más inusuales. En el caso de E. huxleyi , no solo la concha, sino también la parte blanda del organismo pueden estar registradas en los sedimentos. Produce un grupo de compuestos químicos que son muy resistentes a la descomposición. Estos compuestos químicos, conocidos como alquenonas , pueden encontrarse en sedimentos marinos mucho después de que otras partes blandas de los organismos se hayan descompuesto. Las alquenonas son las más utilizadas por los científicos de la Tierra como un medio para estimar las temperaturas pasadas.
Datos básicos
Emiliania huxleyi debe su nombre a Thomas Huxley y Cesare Emiliani , quienes fueron los primeros en examinar los sedimentos del fondo marino y descubrir los cocolitos que contenía. Se cree que evolucionó hace aproximadamente 270.000 años a partir del género más antiguo Gephyrocapsa Kampter [8] [9] y se volvió dominante en los conjuntos planctónicos, y por lo tanto en el registro fósil, hace aproximadamente 70.000 años. [8] [10] Es la especie de cocolitóforo numéricamente más abundante y extendida. La especie se divide en siete formas morfológicas llamadas morfotipos basadas en diferencias en la estructura de los cocolitos [11] [12] [13] (Ver Nannotax para más detalles sobre estas formas). Sus cocolitos son transparentes y comúnmente incoloros, pero están formados de calcita que refracta la luz de manera muy eficiente en la columna de agua. Esto, y las altas concentraciones causadas por el desprendimiento continuo de sus cocolitos, hacen que las floraciones de E. huxleyi sean fácilmente visibles desde el espacio. Las imágenes satelitales muestran que las floraciones pueden cubrir áreas de más de 10.000 km , y mediciones complementarias a bordo indican que E. huxleyi es, con diferencia, la especie de fitoplancton dominante en estas condiciones. [14] Esta especie ha sido una inspiración para la hipótesis de Gaia de James Lovelock , que afirma que los organismos vivos autorregulan colectivamente la biogeoquímica y el clima en estados metaestables no aleatorios. [ cita requerida ]
Abundancia y distribución
Emiliania huxleyi se considera una especie ubicua. Presenta uno de los rangos de temperatura más amplios (1–30 °C) de todas las especies de cocolitóforos. [6] Se ha observado en un rango de niveles de nutrientes desde oligotróficos ( giros subtropicales ) hasta aguas eutróficas (zonas de afloramiento/fiordos noruegos). [15] [16] [17] Su presencia en comunidades de plancton desde la superficie hasta 200 m de profundidad indica una alta tolerancia tanto a condiciones de luz fluctuantes como de baja luminosidad. [7] [15] [18] Se cree que esta tolerancia extremadamente amplia de las condiciones ambientales se explica por la existencia de una gama de ecotipos adaptados ambientalmente dentro de la especie. [9] Como resultado de estas tolerancias, su distribución varía desde el subártico hasta el subantártico y desde hábitats costeros hasta oceánicos. [6] [19] Dentro de este rango está presente en casi todas las muestras de agua de la zona eufótica y representa entre el 20% y el 50% o más de la comunidad total de cocolitóforos. [6] [15] [20] [21]
Durante floraciones masivas (que pueden cubrir más de 100.000 kilómetros cuadrados), las concentraciones de células de E. huxleyi pueden superar en número a las de todas las demás especies de la región juntas, lo que representa el 75% o más del número total de plancton fotosintético en el área. [14] Las floraciones de E. huxleyi actúan regionalmente como una fuente importante de carbonato de calcio y sulfuro de dimetilo , cuya producción masiva puede tener un impacto significativo no solo en las propiedades de la capa mixta superficial, sino también en el clima global. [22] Las floraciones se pueden identificar a través de imágenes satelitales debido a la gran cantidad de luz retrodispersada desde la columna de agua, lo que proporciona un método para evaluar su importancia biogeoquímica tanto a escala de cuenca como global. Estas floraciones prevalecen en los fiordos noruegos , lo que hace que los satélites detecten "aguas blancas", que describe la reflectancia de las floraciones captadas por los satélites. Esto se debe a que la masa de cocolitos refleja la luz solar entrante fuera del agua, lo que permite distinguir con gran detalle la extensión de las floraciones de E. huxleyi .
Las floraciones extensas de E. huxleyi pueden tener un impacto visible en el albedo del mar . Si bien la dispersión múltiple puede aumentar la trayectoria de la luz por unidad de profundidad, aumentando la absorción y el calentamiento solar de la columna de agua, E. huxleyi ha inspirado propuestas de geomimesis, [23] porque las burbujas de aire de tamaño micrométrico son reflectores especulares y, por lo tanto, en contraste con E. huxleyi , tienden a reducir la temperatura de la columna de agua superior. Al igual que con el autosombreado dentro de las floraciones de plancton cocolitóforo que blanquean el agua, esto puede reducir la productividad fotosintética al alterar la geometría de la zona eufótica. Se necesitan tanto experimentos como modelos para cuantificar el impacto biológico potencial de tales efectos y el potencial corolario de las floraciones reflectantes de otros organismos para aumentar o reducir la evaporación y la evolución del metano al alterar las temperaturas del agua dulce.
Impactos biogeoquímicos
Cambio climático
Al igual que con todo el fitoplancton, la producción primaria de E. huxleyi a través de la fotosíntesis es un sumidero de dióxido de carbono . Sin embargo, la producción de cocolitos a través de la calcificación es una fuente de CO2 . Esto significa que los cocolitóforos, incluido E. huxleyi , tienen el potencial de actuar como una fuente neta de CO2 del océano. Aún no se comprende bien si son una fuente neta o un sumidero y cómo reaccionarán a la acidificación del océano .
Retención del calor del océano
La dispersión estimulada por las floraciones de E. huxleyi no solo hace que se envíe más calor y luz a la atmósfera de lo habitual, sino que también hace que una mayor parte del calor restante quede atrapado más cerca de la superficie del océano. Esto es problemático porque es el agua superficial la que intercambia calor con la atmósfera, y las floraciones de E. huxleyi pueden tender a hacer que la temperatura general de la columna de agua sea drásticamente más fría durante períodos de tiempo más largos. Sin embargo, la importancia de este efecto, ya sea positivo o negativo, se está investigando actualmente y aún no se ha establecido.
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