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Cocolito

Micrografía electrónica de barrido de Coccolithus pelagicus , sembrada con cocolitos.

Los cocolitos son placas o escamas individuales de carbonato de calcio formadas por cocolitóforos ( fitoplancton unicelular como Emiliania huxleyi ) y cubren la superficie celular dispuestas en forma de una cáscara esférica, llamada coccosfera .

Descripción general

Los cocolitóforos son células esféricas de unos 5 a 100 micrómetros de diámetro, encerradas por placas calcáreas llamadas cocolitos , que tienen un diámetro de unos 2 a 25 micrómetros. [1] Los cocolitóforos son un grupo importante de unas 200 especies de fitoplancton marino  [2] que se cubren con una capa de carbonato de calcio llamada "coccosfera". Son importantes desde el punto de vista ecológico y biogeoquímico, pero la razón por la que se calcifican sigue siendo esquiva. Una función clave puede ser que la coccosfera ofrece protección contra la depredación del microzooplancton , que es una de las principales causas de la muerte del fitoplancton en el océano. [3]

Los cocolitóforos han sido una parte integral de las comunidades de plancton marino desde el Jurásico . [7] [8] Hoy, los cocolitóforos contribuyen ~1–10% a la producción primaria en la superficie del océano  [9] y ~50% a los sedimentos pelágicos de CaCO 3 . [10] Su caparazón calcáreo aumenta la velocidad de hundimiento del CO 2 fijado fotosintéticamente en el océano profundo al lastrar la materia orgánica. [11] [12] Al mismo tiempo, la precipitación biogénica de carbonato de calcio durante la formación de cocolitos reduce la alcalinidad total del agua de mar y libera CO 2 . [13] [14] Por lo tanto, los cocolitóforos juegan un papel importante en el ciclo del carbono marino al influir en la eficiencia de la bomba biológica de carbono y la absorción oceánica de CO 2 atmosférico . [3]

A partir de 2021, no se sabe por qué los cocolitóforos se calcifican y cómo su capacidad para producir cocolitos está asociada con su éxito ecológico. [15] [16] [17] [18] [19] El beneficio más plausible de tener una coccosfera parece ser una protección contra depredadores o virus. [20] [18] La infección viral es una causa importante de muerte del fitoplancton en los océanos, [21] y recientemente se ha demostrado que la calcificación puede influir en la interacción entre un cocolitóforo y su virus. [22] [23] Los principales depredadores del fitoplancton marino son los ciliados y dinoflagelados como el microzooplancton . Se estima que estos consumen alrededor de dos tercios de la producción primaria en el océano  [24] y el microzooplancton puede ejercer una fuerte presión de pastoreo sobre las poblaciones de cocolitóforos. [25] Aunque la calcificación no previene la depredación, se ha argumentado que la coccosfera reduce la eficiencia de pastoreo al dificultar que el depredador utilice el contenido orgánico de los cocolitóforos. [26] Los protistos heterótrofos pueden elegir selectivamente presas en función de su tamaño o forma y a través de señales químicas  [27] [28] y, por lo tanto, pueden favorecer otras presas que estén disponibles y no estén protegidas por los cocolitos. [3]

Formación y composición

Los cocolitos se forman dentro de la célula en vesículas derivadas del aparato de Golgi . Cuando el cocolito está completo, estas vesículas se fusionan con la pared celular y el cocolito se exocita y se incorpora a la coccosfera. Los cocolitos se dispersan después de la muerte y la ruptura de la coccosfera, o algunas especies los desprenden continuamente. Se hunden a través de la columna de agua para formar una parte importante de los sedimentos de las profundidades marinas (dependiendo de la profundidad del agua). Thomas Huxley fue la primera persona en observar estas formas en los sedimentos marinos modernos y les dio el nombre de "coccolitos" en un informe publicado en 1858. [29] [30] Los cocolitos están compuestos de carbonato de calcio como el mineral calcita y son el principal componente de los depósitos de tiza como los acantilados blancos de Dover (depositados en tiempos cretácicos ), en los que fueron descritos por primera vez por Henry Clifton Sorby en 1861. [31]

Tipos

Existen dos tipos principales de cocolitos: heterococolitos y holococolitos . Los heterococolitos están formados por una disposición radial de unidades cristalinas de formas elaboradas. Los holococolitos están formados por diminutos romboedros de calcita (de unos 0,1 micrómetros) dispuestos en formaciones continuas. En un principio se pensaba que los dos tipos de cocolitos eran producidos por diferentes familias de cocolitóforos. Sin embargo, ahora se sabe, a través de una combinación de observaciones en muestras de campo y cultivos de laboratorio, que los dos tipos de cocolitos son producidos por la misma especie, pero en diferentes fases del ciclo de vida. Los heterococolitos se producen en la fase del ciclo de vida diploide y los holococolitos en la fase haploide. Tanto en muestras de campo como en cultivos de laboratorio, existe la posibilidad de observar una célula cubierta por una combinación de heterococolitos y holococolitos. Esto indica la transición de la fase diploide a la haploide de la especie. Esta combinación de cocolitos se ha observado en muestras de campo, muchas de ellas procedentes del Mediterráneo. [32] [33]

Tipos de cocolitos

Forma

Los cocolitos también se clasifican según su forma. Las formas más comunes son: [34] [35]

Función

Aunque los cocolitos son estructuras extraordinariamente elaboradas cuya formación es un producto complejo de procesos celulares, su función no está clara. Las hipótesis incluyen la defensa contra el pastoreo por parte del zooplancton o la infección por bacterias o virus ; el mantenimiento de la flotabilidad ; la liberación de dióxido de carbono para la fotosíntesis ; para filtrar la luz ultravioleta dañina ; o en las especies que viven en las profundidades, para concentrar la luz para la fotosíntesis.

Registro fósil

Debido a que los cocolitos están formados por calcita con bajo contenido de Mg, la forma más estable de carbonato de calcio, se fosilizan fácilmente. Se encuentran en sedimentos junto con microfósiles similares de afinidades inciertas (nanolitos) desde el Triásico superior hasta el reciente. Se utilizan ampliamente como marcadores bioestratigráficos y como indicadores paleoclimáticos. Los datos de isótopos estables de oxígeno y carbono de los cocolitos se utilizan para reconstruir estimaciones de concentraciones de CO 2 oceánico en el pasado geológico. [37] Los cocolitos y fósiles relacionados se conocen como nanofósiles calcáreos o nanoplancton calcáreo (nanoplancton) .


Referencias

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