Según un nuevo estudio, la fotosíntesis no es la única técnica que utilizan las algas diatomeas que habitan en los océanos para acumular carbono. Ahora se ha demostrado que este plancton unicelular acumula carbono alimentándose directamente de carbono orgánico disperso por todo el océano.
Este descubrimiento puede revisar significativamente nuestra comprensión actual sobre cuánto dióxido de carbono pueden eliminar las diatomeas de la atmósfera.
Por lo tanto, este descubrimiento puede conducir a una redefinición del ciclo global del carbono, una consideración crítica a medida que continuamos enfrentando los desafíos que plantea el cambio climático.
La investigación fue realizada por un equipo de bioingenieros, expertos en genómica e investigadores en bioinformática en Universidad de California San Diego.
Fotosíntesis y alimentación directa.
El estudio se centró en la especie de diatomea Cylindrotheca closterium, que se encuentra en los océanos de todo el mundo. Los resultados revelaron que este tipo de diatomea es capaz de realizar tanto la fotosíntesis como el consumo directo de carbono al mismo tiempo.
Sorprendentemente, estos resultados fueron consistentes en más del 70% de las muestras de agua que el equipo analizó en océanos de todo el mundo.
Curiosamente, esta especie muestra un crecimiento mucho más rápido cuando consume carbono orgánico además de realizar la fotosíntesis.
Aún más intrigante es la posibilidad de que algunas bacterias puedan alimentar directamente con carbono orgánico una gran proporción de estas diatomeas diseminadas por las aguas globales, mejorando su papel en el secuestro de carbono e impactando los ecosistemas marinos a gran escala.
Diatomeas consumidoras de carbono
Una de las principales herramientas utilizadas en este proceso ha sido el enfoque de modelado metabólico de todo el genoma. Esta herramienta ha ayudado a los expertos a descifrar el metabolismo de Cylindrotheca closterium.
Los investigadores incorporaron datos de expresión genética global obtenidos del viaje oceánico TARA en su modelo metabólico de todo el genoma, que fue el primero de su tipo en este campo.
Además de un creciente conjunto de conocimientos, los datos de modelos metabólicos han respaldado experimentos de laboratorio recientes que sugieren que las diatomeas pueden no depender únicamente de la fotosíntesis. En cambio, pueden adoptar diferentes estrategias para absorber el carbono necesario.
Abordar la paradoja de las diatomeas
Después de examinar los parámetros físicos y químicos de muestras de agua del océano, el equipo no encontró correlación entre estos factores y la tendencia de las diatomeas a pasar de la fotosíntesis a estrategias de alimentación directa.
Sin embargo, surgió un patrón cuando el equipo estudió grupos bacterianos específicos que coexisten con Cylindrotheca closterium.
Este descubrimiento indica la prevalencia de mixótrofos, un fenómeno que combina la fotosíntesis con el consumo directo de carbono orgánico.
El equipo de investigación sugiere que bacterias específicas pueden ser responsables de alimentar a las diatomeas, ayudando así a que estas diatomeas se conviertan en una de las biotas microbianas más exitosas en términos de producir oxígeno, secuestrar carbono y sustentar casi todas las formas de vida oceánica.
Nuevas perspectivas sobre el ciclo global del carbono
«Las diatomeas contribuyen significativamente a las cadenas alimentarias marinas y son los principales impulsores del ciclo global del carbono. Anteriormente, estimamos todos los modelos del ciclo del carbono asumiendo que el único papel que desempeñan las diatomeas es fijar dióxido de carbono», señaló Carsten Zingler, profesor de la Universidad de. California, San Diego.
«Nuestros resultados demuestran que este no es el caso, y que las algas diatomeas también se alimentan de carbono orgánico al mismo tiempo. Creemos que estos resultados tendrán importantes implicaciones para nuestra comprensión del ciclo global del carbono».
El equipo espera que este revelador descubrimiento fomente un examen más preciso del ciclo global del carbono e impulse más investigaciones sobre la relación simbiótica entre las diatomeas y las bacterias.
Estrategias de doble carbono para las diatomeas.
Comprender las estrategias duales de acumulación de carbono que siguen las algas diatomeas abre nuevos horizontes para la mitigación del cambio climático. Dado su importante papel en el secuestro de carbono, las algas diatomeas pueden convertirse en puntos focales en los esfuerzos por reducir los niveles de dióxido de carbono atmosférico.
La mejora de las condiciones que fomentan tanto la fotosíntesis como el consumo de carbono orgánico por parte de las diatomeas en ambientes oceánicos puede amplificar sus capacidades de secuestro de carbono.
Este enfoque innovador puede integrarse en estrategias de acción climática más amplias, destacando la intersección crítica entre la biología marina y las ciencias ambientales para abordar el calentamiento global.
Los hallazgos de este estudio subrayan la necesidad de profundizar en las interacciones entre los microbios oceánicos y su entorno, promoviendo un enfoque más integral para gestionar el ciclo del carbono en la Tierra.
Al comprender plenamente la doble función que desempeñan estos organismos, los investigadores pueden, en última instancia, contribuir a los esfuerzos de sostenibilidad global y resiliencia ambiental.
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