Patrons viatgers en les prades marines

• A les prades marines apareixen patrons associats a una alta mortalitat de les plantes capaces de moure's mantenint la seva forma.
• Els investigadors plantegen un model que reprodueix aquests patron viatgers i que alhora suposa una eina de diagnòstic de l'estat de salut de les prades.

Un nou estudi liderat per científics de l’IFISC (CSIC-UIB) i l’IMEDEA (CSIC-UIB), publicat a la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha descobert que les franges de vegetació que es formen a les prades marines com la Posidonia oceanica es mouen a una velocitat constant i poden col·lidir entre elles mateixes en un procés d'anihilació. Els autors proposen un model que reprodueix aquesta dinàmica al mateix temps que permet comprovar l'estat de les prades.

Les prades de posidònia són una font important de serveis ecosistèmics i actuen com a embornals de carboni a regions costaneres al voltant de tothom. No obstant això, se sap que aquestes prades submarines estan sent amenaçades per culpa de múltiples pressions antropogèniques, la qual cosa duu a més mortalitat de les pastures marines. En general, quan les taxes de reproducció i mortalitat estan a prop de l'equilibri, les dinàmiques que governen l'evolució espacial-temporal de les prades són les retroalimentacions dependents de l'escala (scale-dependent feedbacks en anglès). Aquestes interaccions entre les plantes poden generar patrons regulars com els observats en els cercles de fades a Namíbia o els laberints del desert del Nègueb, així que estudiar aquests patrons i la seva evolució és clau per diagnosticar l'estat de salut de les extensions de vegetació.

L'equip internacional d'investigadors ha descobert que aquesta situació d'alta mortalitat provoca en alguns casos la formació de polsos viatgers de vegetació, franges de posidònia en el cas concret de les prades del Mediterrani, d'aproximadament 1,5 metres d'ample que avancen sense canviar de forma a una velocitat d'uns pocs centímetres a l'any, i que generen patrons espacial-temporals complexos en forma d'anells, espirals o arcs (fig. 1). Aquestes estructures sorgeixen a causa d'una alta mortalitat de les plantes causada per l'absorció de sulfur a través de les arrels. Aquest sulfur procedeix de la descomposició de matèria orgànica per part de bacteris en absència d'oxigen. Els patrons espacial-temporals resultants s'assemblen als formats en altres mitjans excitables, com són el teixit cardíac o la reacció de Belousov-Zhabotinsky, però a una escala molt més gran. Els investigadors han desenvolupat un model matemàtic que reprodueix els paisatges marins observats i prediu l'anihilació d'aquestes estructures circulars quan xoquen entre si, una característica distintiva dels polsos excitables. També han demostrat que les imatges de camp i els perfils radials de vegetació, així com la concentració de sulfur en el sediment, són consistents amb les prediccions del model teòric. Les simulacions reprodueixen remarcablement bé l'evolució dels anells des de 1973 fins a l'actualitat, incloent-hi l'autodestrucció de dues franges de vegetació en col·lidir.

Els autors conclouen que, a més d'explicar els patrons i la seva dinàmica, els resultats de l'estudi tenen un valor diagnòstic, i permeten identificar aquestes estructures en forma d'anell com a estats terminals de les prades abans del seu col·lapse. Noves tecnologies de monitoratge basades en intel·ligència artificial poden detectar automàticament aquestes estructures anulars en imatges aèries o de satèl·lit i així alertar del risc de col·lapse d'ecosistemes clau en zones costaneres.

Ruiz-Reynés, D. et al. (2023) “Self-organized sulfide-driven traveling pulses shape seagrass meadows,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(3). https://doi.org/10.1073/pnas.2216024120.

• Yahoo!
• EFE
• COPE
• Diario de Mallorca
• El diari de la UIB
• Kudos
• Nature Middle East
• El Español
• Fora Vila
• Nautilus, IB3 Ràdio
• Mallorca Zeitung