Un model revela que l'heterogeneïtat produeix un augment de les floracions de plàncton marí

• L'estudi, publicat a Nature Communications, mostra que la dilució i la mescla de seccions d'aigua amb propietats diferents poden augmentar significativament el creixement de la biomassa del plàncton en resposta a injeccions locals de nutrients.
• L'aproximació utilitzada permet una comprensió més profunda i precisa dels mecanismes biofísics en ecosistemes marins a la deriva i ofereix una base sòlida per millorar la comprensió d'aquests ecosistemes utilitzant observacions i models de manera sinèrgica.

Un nou estudi presenta un model per a ecosistemes a la deriva que revela un augment de les floracions de plàncton marí quan aquest es troba en una situació de variabilitat espacial dels recursos disponibles. L'estudi, publicat a la prestigiosa revista Nature Communications, mostra que la resposta de la biomassa de plàncton a una pertorbació dels mitjans disponibles pot variar significativament, en funció únicament dels processos físics als quals estigui sotmesa la regió d'aigua en la qual es troba. 

L'equip de científics responsables de l'article, entre els quals es troba l'investigador de l’IFISC (UIB-CSIC) Enrico Ser-Giacomi, ha utilitzat la perspectiva lagrangiana en el model. Aquesta es basa a rastrejar durant un temps una taca d'aigua que allotja un ecosistema a la deriva, juntament amb les seves característiques físiques, ambientals i bioquímiques. La resposta de la biomassa de plàncton dins la secció d'aigua a una pertorbació dels recursos pot variar en grandària fins a sis vegades en funció únicament dels processos físics als quals se sotmet la zona, afirmen els investigadors. L'estudi també mostra que la dilució i la mescla d'aigua, impulsada pels mecanismes de deformació i la difusió, són responsables de la generació inicial d'heterogeneïtat en els ecosistemes lagrangians de plàncton, i que aquesta heterogeneïtat pot potenciar significativament el creixement del plàncton, i posen en relleu l'existència de taxes de dilució òptimes que maximitzen la biomassa integrada en la taca. 

Els investigadors varen utilitzar dades recollides durant l'experiment SOIREE per provar el model. SOIREE va ser un experiment de fertilització amb ferro a gran escala realitzat a l'oceà Antàrtic el 1999. Els investigadors varen comparar l'evolució temporal de les variables del model, com l'amplària i la longitud de les taques o les mitjanes espacials de ferro i biomassa, amb els valors mesurats per a les variables corresponents a partir de mostreigs in situ o teledetecció. L'estudi mostra que el model proposat captura la dinàmica biofísica de la floració fèrrica durant l'experiment SOIREE. 

Les conclusions del treball tenen importants implicacions per a la comprensió dels ecosistemes marins. L'estudi proporciona un marc teòric que incorpora tots els aspectes dels ecosistemes a la deriva, incloses les característiques físiques, ambientals i bioquímiques, i demostra que s'han de tenir en compte aquests processos a l'hora d'interpretar i de modelitzar els ecosistemes marins. Aquesta informació podria servir de base a les polítiques de protecció dels ecosistemes marins, ja que permet comprendre millor el seu funcionament i la seva resposta a les pertorbacions; a més, podria aplicar-se a l'avaluació d'altres aspectes ecològics, com la diversitat d'espècies.

Foto: Imatge presa per MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) el 6/11/2007. La línia vermella indica la regió d'aigua en què es produeix la floració. Els processos biofísics acoblats donen lloc a una marcada deformació espacial a la regió.

Ser-Giacomi, E., Martinez-Garcia, R., Dutkiewicz, S. et al. A Lagrangian model for drifting ecosystems reveals heterogeneity-driven enhancement of marine plankton blooms. Nat Commun 14, 6092 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41469-2