Texto: Mónica Alonso Ruiz
El plancton es una “sopa” de pequeños organismos marinos que viven suspendidos en el agua y que teóricamente tienen una capacidad de movimiento muy limitada.
¿Sabías que estas diminutas criaturas no vagan a la deriva a merced de las corrientes como muchos creíamos, sino que son capaces de moverse más de lo que pensamos?
Merece la pena tratar de entender, dada su importancia y complejidad, el movimiento planctónico, así como la relación entre el plancton, la generación de vida marina y de oxígeno en el océano.
Para estudiar los movimientos del plancton es preciso conocer en primer lugar de qué está compuesto y de qué se alimenta y cómo se desarrolla. A grandes rasgos, podemos decir que el plancton contiene organismos vegetales y animales.
El plancton vegetal es el denominado fitoplancton (algas unicelulares y cianobacterias). Está formado por los organismos situados en el base de la cadena alimenticia, y que necesitan de luz solar para realizar la fotosíntesis, tomar los nutrientes y el CO2 del agua y, producir oxígeno. Lo que les permite realizar la fotosíntesis es la clorofila, un pigmento de color verde que tienen en sus células.
El plancton animal (larvas de peces, protozoos, copépodos, etc.) se denomina zooplancton, y se sitúa en niveles superiores de la cadena alimenticia, porque se alimenta del fitoplancton y de organismos del propio zooplancton.
La Licmophora flabellata es un tipo de diatomea colonial que forma parte del fitoplancton. Fuente: National Geographic. Autor: Jan Van Ijken
La cadena alimenticia del océano: fitoplancton, zooplancton, pequeños depredadores, predadores y superdepredadores. Fuente: Station Biologique de Roscoff, A. Michel
Los océanos son los pulmones del planeta
Como hemos visto, el fitoplancton consigue su alimento obteniendo los nutrientes y el CO2 del agua, produciendo oxígeno, del mismo modo a como lo hacen las plantas terrestres. Precisamente es la capacidad de producir oxígeno y eliminar CO2 la que les hace tan importantes para la supervivencia del planeta.
El papel del plancton marino: El CO2 atmosférico se disuelve en el agua. El plancton vegetal utiliza la energía solar y absorbe el CO2 disuelto en al agua para realizar la fotosíntesis. El plancton utiliza los carbonatos del agua para desarrollar su esqueleto (cuando lo tiene) produciendo oxígeno y recogiendo los nutrientes del agua. Los organismos muertos se hunden hasta alcanzar el fondo del océano. Todo ello es lo que se denomina “secuestro de carbono”, reduciendo la cantidad de CO2 atmosférico del planeta, el principal gas de efecto invernadero, que atrapa el calor procedente del planeta y no permite que se disipe, y por eso es uno de los grandes causantes del calentamiento global. Fuente: ocean-climate.org
Se suele decir erróneamente que son los bosques terrestres los principales generadores de oxígeno de nuestro planeta, y los responsables de la “captura” de CO2 (también llamada captura de carbono). Sin embargo, el océano, concretamente el fitoplancton, es el responsable de producir aproximadamente el 50 % del oxígeno de nuestro planeta. Por eso el verdadero pulmón del planeta no son las selvas tropicales sino el fitoplancton presente en nuestros océanos.
El ciclo del carbono en el planeta. Fuente: greenteach.es
Los nutrientes
Los nutrientes son elementos o compuestos químicos que los organismos vegetales necesitan para su metabolismo y que obtienen del medio en el que viven. En el océano es el fitoplancton el que se alimenta de compuestos de hierro, nitrógeno y el fósforo.
Un parte de los nutrientes llegan al océano desde la atmósfera, en forma de polvo oceánico y se van hundiendo por acción de la gravedad una vez que entran en contacto con la superficie. Un ejemplo de esto es el polvo del desierto del Sahara, lleno de minerales, como el hierro.
Otra parte de los nutrientes, la que lleva compuestos de nitrógeno y fósforo, entra al océano de dos formas: por aportes desde tierra que posteriormente son movidos por las corrientes marinas, o bien procede del ciclo biológico de los organismos marinos, por sus excreciones y por la descomposición de los cuerpos muertos.
Se dice que la entrada de nutrientes en el océano lo “fertiliza”, porque introduce “alimento” para el fitoplancton, activando la cadena alimentaria y aumentando la productividad de la región. Los nutrientes suelen acumularse en el fondo marino, quedándose suspendidos en aguas más frías y densas que las aguas más cálidas y superficiales.
Las migraciones verticales del zooplancton
Durante mucho tiempo, los científicos consideraron que los seres que componían el plancton eran organismos pasivos que se movían por los caprichos de las mareas y las corrientes, y no tenían capacidad de moverse libremente por la sopa marina. SiN embargo esta idea ha cambiado radicalmente.
¿Sabías que la mayor migración del mundo animal ocurre diariamente en los océanos?
Justo antes de que se oculte el sol, desde centenares de metros de profundidad, una infinidad de diminutos animales planctónicos comienzan su ascenso hasta cerca de la superficie. A medida que ascienden, se les unen otros grupos de zooplancton: copépodos, salpas, krill y larvas de peces. Permanecen cerca de la superficie durante la noche, pero en el momento en que los primeros rayos de luz de la mañana empiezan a salir, comienzan a volver a las profundidades.
Se trata de la mayor migración animal de la Tierra, también llamada migración vertical diurna. Las estimaciones actuales indican que unos 10.000 millones de toneladas de animales realizan estos movimientos cada día. Algunos ascienden desde más de 1.000 metros de profundidad. La velocidad con la que se mueven los organismos del zooplancton es variable, entre los 10 y los 300 metros a la hora según las especies.
Es toda una hazaña. No solo las condiciones de presión y temperatura son muy diferentes al inicio y al fin del viaje, sino que, a 300 metros de profundidad el agua está a unos 4 grados (podría llegar a ser 20 grados más fría que en la superficie) y la presión es de unas 31 atmósferas, más de 30 veces la de la superficie.
¿Cuál es la razón por la que un gran número de diminutos animales realiza cada día un viaje tan duro? La respuesta es comer y evitar ser comido.
El zooplancton vive durante el día en las oscuras profundidades para evitar depredadores como calamares y peces. Sin embargo, se alimenta de fitoplancton, que solo puede vivir en la superficie que el sol ilumina por el día (capa fótica) porque necesita luz para realizar la fotosíntesis, que no penetra mucho por debajo de aproximadamente 30 metros de profundidad. Por eso, cuando empieza a caer la noche, es más fácil evitar los depredadores y se lanza hacia la superficie para alimentarse del fitoplancton.
La “danza” del plancton: el movimiento planetario de las masas de plancton
Hay otro tipo de “movimiento” que, sin ser aplicable propiamente a los organismos del plancton, es destacable, por su gran magnitud a nivel planetario. Se trata del desplazamiento de las masas de fitoplancton en las aguas de todo el planeta, que es apreciable incluso desde los satélites espaciales.
¿Cómo es posible apreciarlo desde los satélites? Ello es porque son capaces de detectar la clorofila presente en estos organismos, la masa verde, consiguiendo visualizar y representar en mapas las masas superficiales de fitoplancton de los océanos.
Estos mapas planetarios muestran colores azules para las zonas con poca clorofila, que representan zonas con poco fitoplancton, y colores verdes o rojos en zonas más ricas. Los satélites han monitorizado el movimiento de estas masas de colores en series de más de 10 años y por eso han sido capaces de ver que las masas de fitoplancton se “desplazan” de unas zonas a otras. Es lo que se ha llamado la “danza” del plancton, que está gobernada por la presencia de nutrientes y luz solar.
Imagen de satélite de la NASA (Scientific Visualization Studio). Fuente: NASA/Goddard Space Flight Center, The SeaWiFS Project and GeoEye, Scientific Visualization Studio.
Para entenderlo, hay que recordar que el mar profundo está repleto de nutrientes y que las aguas frías permiten tener en suspensión más nutrientes que las aguas cálidas. El fitoplancton, que no es capaz de vivir en las profundidades oscuras utiliza los nutrientes superficiales hasta que éstos se agotan, y entonces la masa “verde” va decreciendo. Sólo cuando la capa iluminada se mezcla con el agua profunda que aporta nuevos nutrientes, se inicia un ciclo de crecimiento del fitoplancton, que finaliza al agotarse los nutrientes.
En las épocas de gran iluminación del océano, en el verano, cuando el agua se mezcla poco y se estratifica, existe menos fitoplancton, porque al no recibir aportes de nutrientes profundos, se le acaba su sustento. Es en las épocas de mezcla, más frías y turbulentas, con temporales que agitan las aguas y rompen la estratificación, cuando los nutrientes profundos llegan a la superficie y alimentan al fitoplancton. Por eso podríamos decir que los ciclos de las estaciones gobiernan la presencia del plancton en las aguas oceánicas.
Sin embargo, el esquema verano/invierno no ocurre por igual en todo el planeta, porque existen diferencias regionales que lo modifican. El funcionamiento planctónico en zonas polares y en las tropicales es muy distinto, dado que los ciclos estacionales allí son muy diferentes.
En los trópicos la superficie es siempre mucho más cálida que las capas más profundas. Allí la estación cálida es muy estable, porque la oscilación térmica es pequeña, y se produce muy poca mezcla. Por eso allí la escasez de nutrientes, a pesar de la intensa luz solar, se traduce en una baja productividad biológica (poco fitoplancton).
En los polos las aguas frías son muy superficiales y están cargadas de nutrientes, pero la ausencia de luz durante muchos meses al año no permite apenas la función clorofílica y el fitoplancton no se desarrolla. Sin embargo, en los periodos de luz continua (el verano polar) el plancton dispone de muchos nutrientes (porque el agua sigue estando fría) y de luz para metabolizarlos.
Por eso las masas planctónicas se desplazan de los trópicos a los polos en verano, y eso tiene mucha trascendencia porque los animales planctívoros (se alimentan de plancton), como las ballenas, realizan grandes migraciones para alimentarse en verano en los mares polares.
Además de las variaciones debidas a las estaciones y la latitud existen zonas donde se producen afloramientos del plancton de las aguas frías profundas. Existen corrientes oceánicas ascendentes, en las zonas donde una corriente horizontal profunda (fría) choca con la plataforma continental. Se suelen producir porque la acción de los vientos paralelos a la costa desplaza las masas de agua superficiales más calientes, dejando espacio para que las aguas frías más pesadas asciendan. Esas corrientes ascendentes permiten que los nutrientes suban a las aguas más superficiales, alimentando el fitoplancton y, por tanto, aumentando la productividad de esa zona.
Esquema de un afloramiento de aguas frías. Fuente: Universidad de Zaragoza
Determinadas zonas costeras del globo son muy productivas a efectos de biodiversidad y de pesca. Fuente: Universidad de Zaragoza
El fitoplancton es la base de la cadena alimentaria del mar, al ser alimento del zooplancton, que es, a su vez alimento de peces planctívoros, y así sucesivamente hasta alcanzar la cúspide de la cadena alimentaria. Considerando el punto de vista pesquero, la presencia de nutrientes y sol provoca finalmente un aumento de los peces que se capturan, por lo que de esas aguas se suele decir que son más productivas. Por eso la “danza” del plancton tiene mucha más importancia que la puramente científica, porque representa las zonas de mayor interés pesquero de las aguas oceánicas.
Cuando pensemos en las aguas transparentes del océano, recordemos que si cogemos una gota y la ponemos al microscopio podremos apreciar una multitud de organismos diminutos: es el plancton, una comunidad biológica fascinante, la fuente de la vida en el océano. Estos organismos tienen una diversidad, y características biológicas que provocan el asombro de científicos según se va teniendo más conocimiento de ellas. Su asombrosa migración y los movimientos de las masas planctónicas son una muestra de ello.
Referencias:
El plancton y su importancia:
Los pulmones del planeta:
“The lungs of the Earth: Review of the carbon cycle and mass extinction of species. Andrew Glikson” 2018 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610218301346
“How the Oceans will Impact on Climate Change Over the Next 25 Years”. Howard Dryden & Diane Duncan 2021 https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3848390
La mayor migración del mundo animal:
“Two hundred years of zooplankton vertical migration research”. Kanchara Bandara et al 2021 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12715
La danza del plancton:
