Una investigació internacional que es publica a Nature, amb participació de l'Institut de Ciències del Mar del CSIC, descriu la comunitat d'organismes planctònics que participen en l'eliminació de carboni de les capes superiors de l'oceà
L'oceà és el major embornal de carboni al planeta i el plàncton hi juga un paper fonamental en la regulació del sistema climàtic de la Terra. Aquest és el resultat d'una recerca produïda per un equip interdisciplinari de científics de diferents institucions, entre les quals s'inclou l'Institut de Ciències del Mar, i que es publica aquesta setmana en la prestigiosa revista Nature. A l'article es fa una clara descripció de la comunitat d'organismes planctònics que participen en l'eliminació de carboni de les capes superiors de l'oceà.
Com comenta Silvia G. Acinas, investigadora de l’Institut de Ciències del Mar (ICM) del CSIC i coordinadora del consorci de procariotes de Tara Oceans, “l'article ofereix una visió general de la xarxa de diversos organismes lligats a la bomba biològica de carboni que inclou algunes espècies noves, abans desconegudes, i que descriu les funcions principals de bacteris que participen en el procés.” Aquest article procedeix de l'anàlisi de les mostres preses per l'expedició Tara Oceans (2009-2013) a les regions pobres en nutrients que cobreixen la major part dels oceans, més del 70% de la seva superfície.
L'equip d'oceanògrafs, biòlegs i informàtics que han participat en l'estudi, han demostrat que amb la presència d'un nombre limitat de gens bacterians i virals són capaços de predir com varia l'exportació de carboni de les capes superiors de l'oceà cap a les profunditats. Aquestes troballes haurien de permetre als investigadors entendre millor la sensibilitat d'aquesta xarxa d'organismes planctònics en el context d'un oceà canviant i predir amb major precisió els efectes que tindrà el canvi climàtic sobre el funcionament de la bomba biològica de carboni, un procés clau per a la captura de carboni a escala mundial.
En el procés de segrest de carboni oceànic intervenen dos mecanismes principals. Un és la bomba física, que arrossega les aigües superficials riques en diòxid de carboni dissolt cap a les profunditats, on es converteix i és retirat de l'atmosfera, L'altre procés és la citada bomba biològica, que fixa de carboni, ja sigui en el teixit dels organismes a través de la fotosíntesi o en les cloques de certs microorganismes. Part d'aquest carboni fixat en forma de partícules marines després s'enfonsa en l'oceà profund, on s'emmagatzema. La bomba biològica és doncs un dels principals processos biològics de segrest de carboni en escales de temps geològiques.
Doble xarxa
Al costat d'altres articles publicats amb anterioritat en la revista Science per l'equip de Tara Oceans, les anàlisis han permès descriure la primera "xarxa social planctònica associada amb l'exportació de carboni a les regions pobres en nutrients”. Moltes de les espècies involucrades, tals com certes algues fotosíntesis (especialment les diatomees) i copèpodes (petits organismes semblats a les gambetes) ja eren conegudes. No obstant això, el paper exercit per certs microorganismes (paràsits unicel·lulars, els cianobacteris i virus) en l'exportació de carboni havia estat subestimada anteriorment.
A més de la xarxa d'organismes, els investigadors també han caracteritzat la xarxa de funcions, mitjançant l'anàlisi dels gens de bacteris i virus. La base de dades de Tara Oceans ha permès establir que l'abundància relativa d'un petit nombre de gens bacterians i virals permet predir una proporció significativa de les variacions en l'exportació de carboni, de la superfície a les profunditats de l'oceà.
La comprensió de l'estructura d'aquestes xarxes i la funció dels gens relacionats amb l'exportació de carboni obre un ampli ventall de possibilitats, especialment per la modelització dels processos biològics associats amb el cicle del carboni oceànic i la regulació del clima. El següent objectiu és el de repetir aquest treball per a les regions oceàniques riques en nutrients i determinar si en elles les xarxes planctòniques són diferents i si aquests canvis afecten el segrest de carboni.
Aquest treball és una col·laboració de diverses institucions, com el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), la Université Pierre et Marie Curie, la Université de Nantes, el VIB, el European Molecular Biology Laboratory (EMBL), el CEA / Institut de Génomique, i l'Institut de Ciències del Mar, entre altres.
Més informació:
Plankton networks driving carbon export in the oligotrophic ocean. Lionel Guidi, Samuel Chaffron, Lucie Bittner, Damien Eveillard, Abdelhalim Larhlimi, Simon Roux, Youssef Darzi, Stephane Audic, Léo Berline, Jennifer Brum, Luis Pedro Coelho, Julio Cesar Ignacio Espinoza, Shruti Malviya, Shinichi Sunagawa, Céline Dimier, Stefanie Kandels-Lewis, Marc Picheral, Julie Poulain, Sarah Searson, Tara Oceans coordinators, Lars Stemmann, Fabrice Not, Pascal Hingamp, Sabrina Speich, Mick Follows, Lee
Karp-Boss, Emmanuel Boss, Hiroyuki Ogata, Stephane Pesant, Jean Weissenbach, Patrick Wincker, Silvia G. Acinas, Peer Bork, Colomban de Vargas, Daniele Iudicone, Matthew B. Sullivan, Jeroen Raes, Eric Karsenti, Chris Bowler, Gabriel Gorsky. Published on 10 February 2016 on the Nature website.
DOI: 10.1038/nature16942 http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature16942.html
