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Zooplancton gelatinoso

Las medusas son fáciles de capturar y digerir y pueden ser más importantes como fuente de alimento de lo que se creía anteriormente. [1]

El zooplancton gelatinoso son animales frágiles que viven en la columna de agua del océano. Sus delicados cuerpos no tienen partes duras y se dañan o destruyen fácilmente. [2] El zooplancton gelatinoso suele ser transparente. [3] Todas las medusas son zooplancton gelatinoso, pero no todo el zooplancton gelatinoso son medusas. Los organismos más comunes son los ctenóforos , las medusas , las salpas y los quetognatos en las aguas costeras. Sin embargo, casi todos los filos marinos, incluidos los anélidos , los moluscos y los artrópodos , contienen especies gelatinosas, pero muchas de esas especies extrañas viven en el océano abierto y en las profundidades marinas y son menos accesibles para el observador ocasional del océano. [4] Muchos plancteros gelatinosos utilizan estructuras mucosas para filtrar su alimentación. [5] El zooplancton gelatinoso también se ha denominado Gelata . [6]

Como presa

Las medusas son nadadoras lentas y la mayoría de las especies forman parte del plancton. Tradicionalmente, las medusas han sido consideradas como callejones sin salida tróficos, actores menores en la red alimentaria marina, organismos gelatinosos con un plan corporal basado principalmente en el agua que ofrece poco valor nutricional o interés para otros organismos aparte de unos pocos depredadores especializados como el pez luna y la tortuga laúd . [7] [1] Esa visión ha sido cuestionada recientemente. Las medusas, y el zooplancton más gelatinoso en general, que incluye salpas y ctenóforos , son muy diversos, frágiles sin partes duras, difíciles de ver y monitorear, sujetos a rápidos cambios de población y, a menudo, viven incómodamente lejos de la costa o en las profundidades del océano. Es difícil para los científicos detectar y analizar medusas en los intestinos de los depredadores, ya que se convierten en papilla cuando se comen y se digieren rápidamente. [7] Pero las medusas proliferan en grandes cantidades, y se ha demostrado que forman componentes importantes en las dietas del atún , el pez aguja y el pez espada , así como de varias aves e invertebrados como pulpos , pepinos de mar , cangrejos y anfípodos . [8] [1] "A pesar de su baja densidad energética, la contribución de las medusas a los presupuestos energéticos de los depredadores puede ser mucho mayor de lo que se supone debido a la rápida digestión, los bajos costos de captura, la disponibilidad y la alimentación selectiva de los componentes más ricos en energía. La alimentación de medusas puede hacer que los depredadores marinos sean susceptibles a la ingestión de plásticos". [1]

Como depredadores

Según un estudio de 2017, las narcomedusas consumen la mayor diversidad de presas mesopelágicas, seguidas de los sifonóforos fisonectos , los ctenóforos y los cefalópodos . [9] La importancia de la llamada "red de gelatina" recién comienza a entenderse, pero parece que las medusas, los ctenóforos y los sifonóforos pueden ser depredadores clave en las redes alimentarias pelágicas profundas con impactos ecológicos similares a los de los peces depredadores y los calamares. Tradicionalmente, se pensaba que los depredadores gelatinosos eran proveedores ineficaces de vías tróficas marinas, pero parecen tener roles sustanciales e integrales en las redes alimentarias pelágicas profundas. [9]

Los sifonóforos pelágicos , un grupo diverso de cnidarios, se encuentran en la mayoría de las profundidades del océano, desde la superficie, como la carabela portuguesa , hasta las profundidades marinas. Desempeñan papeles importantes en los ecosistemas oceánicos y se encuentran entre los depredadores gelatinosos más abundantes. [10]

Sifonóforos pelágicos

Bomba de gelatina

Resumen global de la biomasa gelatinosa
Biomasa global de zooplancton gelatinoso integrado en la profundidad del océano superior (200 m) en celdas de cuadrícula de 5° mostradas sobre las provincias de Longhurst modeladas. [11]

Los procesos biológicos oceánicos, principalmente la producción de carbono en la zona eufótica , el hundimiento y la remineralización , gobiernan la bomba global de carbono biológico en los tejidos blandos. [12] Las partículas cargadas de carbono que se hunden y se transportan lateralmente alimentan los ecosistemas bentónicos en los márgenes continentales y en las profundidades marinas. [13] [14] El zooplancton marino desempeña un papel importante como ingeniero de ecosistemas en los ecosistemas costeros y de océano abierto porque sirve como vínculo entre la producción primaria, los niveles tróficos superiores y las comunidades de aguas profundas. [15] [14] [16] En particular, el zooplancton gelatinoso (Cnidaria, Ctenophora y Chordata, a saber, Thaliacea) son miembros universales de las comunidades de plancton que pastan en fitoplancton y se alimentan de otro zooplancton e ictioplancton. También pueden reproducirse rápidamente en una escala de tiempo de días y, en condiciones ambientales favorables, algunas especies forman floraciones densas que se extienden por muchos kilómetros cuadrados. [17] Estas floraciones tienen impactos ecológicos y socioeconómicos negativos al reducir las especies de peces cosechadas comercialmente, [18] limitar la transferencia de carbono a otros niveles tróficos, [19] mejorar la remineralización microbiana y, por lo tanto, reducir las concentraciones de oxígeno a niveles cercanos a los anóxicos. [20] [11]

Bomba biológica del zooplancton gelatinoso
Cómo encaja el carbono gelatinoso en la bomba biológica . Representación esquemática de la bomba biológica y de los procesos biogeoquímicos que eliminan elementos de la superficie del océano mediante el hundimiento de partículas biogénicas, incluido el carbono gelatinoso. [11]

Carbono gelatinoso

La biomasa global del zooplancton gelatinoso (a veces denominado jelly-C ) dentro de los 200 m superiores del océano asciende a 0,038 Pg C. [21] Los cálculos para el mesozooplancton (200 μm a 2 cm) sugieren alrededor de 0,20 Pg C. [22] La corta vida de la mayoría del zooplancton gelatinoso, de semanas a 2 a 12 meses, [23] [24] sugiere tasas de producción de biomasa superiores a 0,038 Pg C año −1 , dependiendo de las tasas de mortalidad asumidas, que en muchos casos son específicas de la especie. Esto es mucho menor que la producción primaria global (50 Pg C año −1 ), [25] lo que se traduce en estimaciones de exportación cercanas a 6 Pg C año −1 por debajo de los 100 m, [26] [27] dependiendo del método utilizado. A nivel mundial, los patrones de abundancia y distribución del zooplancton gelatinoso siguen en gran medida los de la temperatura y el oxígeno disuelto, así como la producción primaria como fuente de carbono. [21] Sin embargo, el zooplancton gelatinoso se adapta a un amplio espectro de condiciones ambientales, lo que indica la capacidad de adaptarse y ocupar la mayoría de los nichos ecológicos disponibles en una masa de agua. En términos de regiones de Longhurst ( provincias biogeográficas que dividen el ambiente pelágico), [28] [29] las mayores densidades de zooplancton gelatinoso ocurren en las aguas costeras de la Corriente de Humboldt , la Plataforma Noreste de los Estados Unidos, las plataformas de Escocia y Terranova, la Corriente de Benguela , el Este de China y los Mares Amarillos, seguidos por las regiones polares de los Mares de Bering Oriental y de Ojotsk, el Océano Austral, cuerpos de agua cerrados como el Mar Negro y el Mediterráneo, y las aguas del Pacífico occidental de los mares de Japón y la Corriente de Kuroshio . [30] [31] [21] Grandes cantidades de biomasa de carbono gelatinoso que se informan de áreas costeras de plataformas abiertas y mares semicerrados de América del Norte, Europa y Asia Oriental provienen de datos de varamientos costeros. [32] [11]

Exportación de carbono

Grandes cantidades de carbono gelatinoso se transfieren rápidamente y se remineralizan en el lecho marino en áreas costeras, incluidos estuarios, lagunas y zonas submareales/intermareales, [15] plataformas y taludes, [33] [34] [35] las profundidades marinas. [36] e incluso márgenes continentales enteros como en el mar Mediterráneo. [37] La ​​transferencia de carbono gelatinoso comienza cuando el zooplancton gelatinoso muere a una determinada "profundidad de muerte" (profundidad de salida), continúa a medida que la biomasa se hunde a través de la columna de agua y termina una vez que la biomasa se remineraliza durante el hundimiento o llega al lecho marino, y luego se descompone. El carbono gelatinoso per se representa una transferencia de partículas "ya exportadas" (debajo de la zona mixta, eufótica o mesopelágica), originadas en la producción primaria ya que el zooplancton gelatinoso "reempaqueta" e integra este carbono en sus cuerpos, y después de la muerte lo transfiere al interior del océano. Mientras se hunde a través de la columna de agua, el carbono gelatinoso se remineraliza parcial o totalmente como carbono orgánico/inorgánico disuelto y nutrientes ( COD , CID , DON, DOP, DIN y DIP) [38] [39] [40] y cualquier resto experimenta una descomposición microbiana adicional o es recolectado por la macrofauna y la megafauna una vez en el lecho marino. [41] [42] A pesar de la alta labilidad del carbono gelatinoso, [43] [39] una cantidad notablemente grande de biomasa llega al lecho marino por debajo de los 1000 m. Durante el hundimiento, la composición bioquímica del carbono gelatinoso cambia a través de cambios en las relaciones C:N:P como se observa en estudios experimentales. [20] [44] [45] Sin embargo, las estimaciones realistas de la transferencia de carbono gelatinoso a escala global siguen en su infancia, lo que impide una evaluación cuantitativa de la contribución a la bomba de carbono biológico de los tejidos blandos. [11]

Los doliólidos , tunicados gelatinosos pertenecientes a la clase de los taliáceos , se encuentran por todas partes en las plataformas continentales . Los taliáceos desempeñan un papel importante en la ecología del mar. Sus densos excrementos fecales se hunden hasta el fondo de los océanos y esto puede ser una parte importante del ciclo mundial del carbono . [46]

La exportación de carbono oceánico se estima típicamente a partir del flujo de partículas que se hunden y que quedan atrapadas en trampas de sedimentos  [47] o se cuantifican a partir de videografía [48] , y posteriormente se modelan utilizando tasas de hundimiento. [49] Los modelos biogeoquímicos  [50] [51] [52] normalmente se parametrizan utilizando datos de materia orgánica particulada (por ejemplo, nieve marina de 0,5 a 1000 μm y bolitas fecales) que se derivaron de experimentos de laboratorio  [53] o de datos de trampas de sedimentos. [50] Estos modelos no incluyen el C gelatinoso (excepto las larvas, [54] [55] no solo porque este mecanismo de transporte de carbono se considera transitorio/episódico y no se observa habitualmente, y los flujos de masa son demasiado grandes para ser recogidos por trampas de sedimentos, [27] sino también porque los modelos apuntan a simplificar los compartimentos bióticos para facilitar los cálculos. Además, los depósitos de C gelatinoso tienden a no acumularse en el fondo marino durante un largo tiempo, como los fitodetritos (Beaulieu, 2002), siendo consumidos rápidamente por organismos demersales y bentónicos  [41] o descompuestos por microbios. [42] La tasa de hundimiento del C gelatinoso está gobernada por el tamaño del organismo, el diámetro, el biovolumen, la geometría, [56] la densidad, [57] y los coeficientes de arrastre. [58] En 2013, Lebrato et al. determinaron la velocidad de hundimiento promedio del C gelatinoso usando Cnidaria, Ctenophora y Thaliacea. muestras, que oscilaron entre 800 y 1500 m día−1 (salpas: 800–1200 m día−1; escifozoos: 1000–1100 m día−1; ctenóforos: 1200–1500 m día−1; pirosomas: 1300 m día−1). [59] Las simulaciones del modelo jelly‐C sugieren que, independientemente de los taxones, las latitudes más altas son corredores más eficientes para transferir jelly‐C al lecho marino debido a las tasas de remineralización más bajas. [60] En las regiones subtropicales y templadas, se produce una descomposición significativa en la columna de agua por encima de los 1500 m de profundidad, excepto en los casos en que jelly‐C comienza a hundirse por debajo de la termoclina. En las regiones costeras de aguas poco profundas, el tiempo es un factor limitante que impide la remineralización durante el hundimiento y da como resultado la acumulación de carbono gelatinoso en descomposición de una variedad de taxones en el fondo marino. Esto sugiere que el zooplancton gelatinoso transfiere la mayor parte de la biomasa y el carbono al océano profundo, mejorando los flujos de carbono costero a través del carbono orgánico disuelto (DOC) y el carbono orgánico diluido (DIC), lo que alimenta las comunidades carroñeras de microbios y megafauna/macrofauna. Sin embargo, la ausencia de mediciones de carbono gelatinoso derivadas de satélites (como la producción primaria )  [61] y el número limitado de conjuntos de datos de biomasa de zooplancton globales hacen que sea difícil cuantificar la producción global de carbono gelatinoso y la eficiencia de transferencia al interior del océano. [11]

Escucha

Debido a su frágil estructura, la adquisición de imágenes del zooplancton gelatinoso requiere la asistencia de la visión artificial . El reconocimiento automático del zooplancton en depósitos de muestra es posible mediante el uso de tecnologías como la regularización de Tikhonov , las máquinas de vectores de soporte y la programación genética . [62]

El ctenóforo Beroe , con la boca abierta, se alimenta de otros ctenóforos.

Véase también

Referencias

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