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Emiliania huxleyi

Floración de E. huxleyi en Hardangerfjord , Noruega, mayo de 2020

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 surgencias ricas en nutrientes hasta aguas oligotróficas pobres en nutrientes. [1] [2] [3] [4] Es uno de los miles de plancton fotosintético diferente que flotan 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 agotadas en nutrientes después de la reforma de la termoclina de verano . Al igual que otros cocolitóforos, E. huxleyi es un fitoplancton unicelular cubierto de discos de calcita con adornos únicosllamados cocolitos . Los cocolitos individuales abundan en los sedimentos marinos, aunque las cocosferas completas son más inusuales. En el caso de E. huxleyi , no sólo la concha, sino también la parte blanda del organismo pueden quedar registradas en los sedimentos. Produce un grupo de compuestos químicos muy resistentes a la descomposición. Estos compuestos químicos, conocidos como alquenonas , se pueden encontrar en los sedimentos marinos mucho después de que otras partes blandas de los organismos se hayan descompuesto. Los científicos terrestres utilizan con mayor frecuencia las alquenonescomo medio para estimar las temperaturas pasadas de la superficie del mar .

Hechos básicos

Emiliania huxleyi lleva el nombre de Thomas Huxley y Cesare Emiliani , quienes fueron los primeros en examinar los sedimentos del fondo marino y descubrir los cocolitos que contenían. Se cree que evolucionó hace aproximadamente 270.000 años a partir del género más antiguo Gephyrocapsa Kampter [5] [6] y se volvió dominante en los conjuntos planctónicos y, por lo tanto, en el registro fósil, hace aproximadamente 70.000 años. [5] [7] Es la especie de cocolitóforo numéricamente más abundante y extendida. La especie se divide en siete formas morfológicas llamadas morfotipos según las diferencias en la estructura de los cocolitos [8] [9] [10] (consulte Nannotax para obtener 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 flores de E. huxleyi sean fácilmente visibles desde el espacio. Las imágenes de satélite muestran que las floraciones pueden cubrir áreas de más de 10.000 km , con mediciones complementarias a bordo que indican que E. huxleyi es, con diferencia, la especie de fitoplancton dominante en estas condiciones. [11] Esta especie ha sido una inspiración para la hipótesis Gaia de James Lovelock , que afirma que los organismos vivos autorregulan colectivamente la biogeoquímica y el clima en estados metaestables no aleatorios. [ cita necesaria ]

Abundancia y distribución

Emiliania huxleyi se considera una especie ubicua. Exhibe uno de los rangos de temperatura más grandes (1 a 30 °C) de todas las especies de cocolitóforos. [3] Se ha observado en una variedad de niveles de nutrientes, desde aguas oligotróficas ( giros subtropicales ) hasta aguas eutróficas (zonas de afloramiento/fiordos noruegos). [12] [13] [14] Su presencia en comunidades de plancton desde la superficie hasta 200 m de profundidad indica una alta tolerancia tanto a las condiciones fluctuantes como a las de poca luz. [4] [12] [15] Se cree que esta tolerancia extremadamente amplia de las condiciones ambientales se explica por la existencia de una variedad de ecotipos ambientalmente adaptados dentro de la especie. [6] Como resultado de estas tolerancias, su distribución varía desde el subártico hasta el subantártico y desde hábitats costeros hasta oceánicos. [3] [16] Dentro de este rango, está presente en casi todas las muestras de agua de la zona eufótica y representa del 20 al 50% o más de la comunidad total de cocolitóforos. [3] [12] [17] [18]

Durante las floraciones masivas (que pueden cubrir más de 100.000 kilómetros cuadrados), las concentraciones de células de E. huxleyi pueden superar a las de todas las demás especies de la región combinadas, representando el 75% o más del número total de plancton fotosintético en el área. [11] Las floraciones de E. huxleyi a nivel regional actúan 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. [19] 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 la masa de cocolitos que reflejan la luz solar entrante fuera del agua, lo que permite distinguir con gran detalle la extensión de las flores de E. huxleyi .

Las floraciones extensas de E. huxleyi pueden tener un impacto visible en el albedo marino . 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 para la geomimesis, [20] porque las burbujas de aire del tamaño de una micra son reflectores especulares, y en contraste con E. huxleyi , tienden a bajar la temperatura de la columna de agua superior. Al igual que ocurre con la autosombra dentro de las floraciones de plancton cocolitóforos 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 corolario potencial de las floraciones reflectantes de otros organismos para aumentar o reducir la evaporación y la evolución de metano al alterar las temperaturas del agua dulce.

Impactos biogeoquímicos

Cambio climático

Como ocurre con todo el fitoplancton, la producción primaria de E. huxleyi mediante la fotosíntesis es un sumidero de dióxido de carbono . Sin embargo, la producción de cocolitos mediante calcificación es una fuente de CO 2 . Esto significa que los cocolitóforos, incluido E. huxleyi , tienen el potencial de actuar como una fuente neta de CO 2 fuera del océano. Aún no se comprende bien si son una fuente neta o un sumidero y cómo reaccionarán a la acidificación de los océanos .

Retención del calor del océano

La dispersión estimulada por las floraciones de E. huxleyi no sólo provoca que se devuelva a la atmósfera más calor y luz 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 dramáticamente más fría durante períodos de tiempo más largos. Sin embargo, actualmente se está investigando la importancia de este efecto, ya sea positivo o negativo, y aún no se ha establecido.

Galería

Ver también

Notas

  1. ^ Okada, Hisatake (1973). "La distribución de cocolitofóridos oceánicos en el Pacífico". Investigación de aguas profundas y resúmenes oceanográficos . 20 (4): 355–374. Código bibliográfico : 1973DSRA...20..355O. doi :10.1016/0011-7471(73)90059-4.
  2. ^ Charalampopoulou, Anastasia (2011) Cocolitóforos en altas latitudes y regiones polares: relaciones entre la composición de la comunidad, la calcificación y los factores ambientales Universidad de Southampton, Facultad de Ciencias Oceánicas y Terrestres, Tesis Doctoral , 139pp.
  3. ^ abcd McIntyre, Andrew (1967). "Coccolithophoridae modernos del océano Atlántico: I. Placolitos y citolitos". Investigación de aguas profundas y resúmenes oceanográficos . 14 (5): 561–597. Código bibliográfico : 1967DSRA...14..561M. doi :10.1016/0011-7471(67)90065-4.
  4. ^ ab Boeckel, Babette; Baumann, Karl-Heinz (1 de mayo de 2008). "Variaciones verticales y laterales en la estructura de la comunidad de cocolitóforos en la zona frontal subtropical en el Océano Atlántico Sur". Micropaleontología Marina . 67 (3–4): 255–273. Código Bib : 2008MarMP..67..255B. doi :10.1016/j.marmicro.2008.01.014.
  5. ^ ab Thierstein, recursos humanos; Geitzenauer, KR; Molfino, B.; Shackleton, Nueva Jersey (1 de julio de 1977). "Validación de los niveles de referencia de cocolitos del Cuaternario tardío sincroneidad global mediante isótopos de oxígeno". Geología . 5 (7): 400–404. Código Bib :1977Geo.....5..400T. doi :10.1130/0091-7613(1977)5<400:gsolqc>2.0.co;2. ISSN  0091-7613.
  6. ^ ab Paasche, E. (2001). "Una revisión del cocolitofórido Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), con particular referencia al crecimiento, la formación de cocolitos y las interacciones calcificación-fotosíntesis". Ficología . 40 (6): 503–529. doi :10.2216/i0031-8884-40-6-503.1. S2CID  84921998.
  7. ^ Bijma, J.; et al. (2001). "Señal principal: factores ecológicos y ambientales: informe del grupo de trabajo 2" (PDF) . Geoquímica, Geofísica, Geosistemas . 2 (1): n/d. Código Bib : 2001GGG.....2.1003B. doi : 10.1029/2000gc000051 .
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  10. ^ Hagino, K.; et al. (2011). "Nueva evidencia de variación morfológica y genética en el cocolitóforo cosmopolita Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae) a partir de los genes cox1b-atp4". Revista de Ficología . 47 (5): 1164-1176. doi :10.1111/j.1529-8817.2011.01053.x. PMID  27020197. S2CID  24499896.[ enlace muerto permanente ]
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  15. ^ Mohán, Rahul; Mergulhao, Lina P.; Guptha, MVS; Rajakumar, A.; Thamban, M.; Anil Kumar, N.; Sudhakar, M.; Ravindra, Rasik (1 de abril de 2008). "Ecología de cocolitóforos en el sector Índico del Océano Austral". Micropaleontología Marina . 67 (1–2): 30–45. Código Bib : 2008MarMP..67...30M. doi :10.1016/j.marmicro.2007.08.005.
  16. ^ Hasle, GR, 1969. Un análisis del fitoplancton del Océano Pacífico Austral: abundancia, composición y distribución durante la expedición Brategg, 1947-1948 , Universitetsforlaget.
  17. ^ Beaufort, L.; Couapel, M.; Buchet, N.; Claustre, H.; Goyet, C. (4 de agosto de 2008). "Producción de calcita por cocolitóforos en el Océano Pacífico sureste". Biogeociencias . 5 (4): 1101-1117. Código Bib : 2008BGeo....5.1101B. doi : 10.5194/bg-5-1101-2008 . ISSN  1726-4189.
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  19. ^ Westbroek, Peter (1993). "Un enfoque de sistema modelo para el forzamiento climático biológico. El ejemplo de Emiliania huxleyi". Cambio Global y Planetario . 8 (1–2): 27–46. Código Bib : 1993GPC....8...27W. doi :10.1016/0921-8181(93)90061-R.
  20. ^ Seitz, R (2011). "Agua brillante: hidrosoles, conservación del agua y cambio climático". Cambio climático . 105 (3–4): 365–381. arXiv : 1010.5823 . Código Bib :2011ClCh..105..365S. doi :10.1007/s10584-010-9965-8. S2CID  16243560.

Referencias

enlaces externos