A través de un misterioso brillo rojo se controla la salud de las plantas oceánicas

A través de un misterioso brillo rojo se controla la salud de las plantas oceánicas

Mayo 28, 2009: Una señal única detectada por el satélite Aqua, de la NASA, está ayudando a investigadores a monitorizar la salud y la productividad de las plantas oceánicas alrededor del mundo.

La luz roja fluorescente emitida por el fitoplancton y detectada por Aqua revela qué tan eficientemente las plantas microscópicas están transformando la luz solar y los nutrientes en comida, por medio de la fotosíntesis.

"Esta es la primera medición directa de la salud del fitoplancton en el océano", dice Michael Behrenfeld, un biólogo de la Universidad Estatal de Oregón, quien se especializa en plantas marinas. "Ahora tenemos una importante nueva herramienta para observar los cambios en el fitoplancton en todo el planeta".

Arriba: El fitoplancton —como esta colonia de chaetoceros socialis— naturalmente emite luz flourescente al tiempo que disipa el exceso de energía solar que no puede consumir mediante la fotosíntesis. Crédito de la imagen: Maria Vernet, Instituto Scripps de Oceanografía

Los descubrimientos fueron publicados este mes en la revista Biogeosciences y presentados en una conferencia de prensa el 28 de mayo.

El fitoplancton unicelular alimenta a casi todos los ecosistemas del océano y actúa como la fuente más básica de alimento para los animales marinos, desde el zooplancton hasta peces y mariscos. De hecho, el fitoplancton representa la mitad de la actividad fotosintética en la Tierra. La salud de estas plantas marinas afecta la pesca comercial, la cantidad de dióxido de carbono que el océano puede absorber y la manera en la cual el océano responde al cambio climático.

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Durante las últimas dos décadas, científicos han empleado varios sensores en satélites para medir la cantidad y distribución del pigmento verde llamado clorofila, el cual es un indicador de la cantidad de vida en forma de plantas que hay en el océano. Pero con el Espectroradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer ó MODIS, en idioma inglés) a bordo del satélite Aqua, de la NASA, los científicos han observado ahora "flourescencia de luz roja" sobre el océano abierto.

"La clorofila nos proporciona una imagen de la cantidad de fitoplancton presente", dice Scott Doney, un químico marino del Instituto Oceanográfico Woods Hole y coautor del artículo. "La flourescencia nos permite entender qué tan bien están funcionando en el ecosistema".

Todas las plantas absorben energía del Sol, generalmente más de la que pueden consumir por medio de la fotosíntesis. La energía extra se libera principalmente en forma de calor, pero una pequeña fracción es re-emitida como luz flourescente en longitudes de onda en el rojo. MODIS es el primer instrumento en observar esta señal a escala global.

Arriba: Un mapa global de la luz roja flourescente emitida por el fitoplancton. Crédito de la imagen: Aqua/MODIS/Mike Behrenfeld, Universidad Estatal de Oregón [Imagen ampliada]

La flourescencia de luz roja revela mucho acerca de la fisiología de las plantas marinas y la eficiencia de la fotosíntesis, ya que diferentes partes de la maquinaria de obtensión de energía de la planta son activadas según la cantidad de luz y nutrientes disponibles.

Por ejemplo, la cantidad de flourescencia se incrementa cuando el fitoplancton está bajo estrés debido a una falta de hierro, el cual es un nutriente vital en el agua del mar. El hierro que se necesita para el crecimiento de las plantas llega a la superficie del mar gracias a los vientos que llevan polvo desde los desiertos y otras áreas áridas, y desde corrientes de afloramiento cerca de deltas de ríos e islas. Los datos sobre la flourescencia proporcionados por MODIS han permitido al equipo de investigadores estudiar esta dinámica.

El Océano Índico fue una sorpresa particular, ya que se observó cómo grandes porciones del océano se "encendían" por temporadas con los cambios de los vientos monzones. En el verano, el otoño y en el invierno —pero principalmente en el verano— significativos vientos del Suroeste agitan corrientes oceánicas y llevan más nutrientes hacia arriba, desde las profundidades, para el fitoplancton. Al mismo tiempo, se reduce la cantidad de polvo rico en hierro que proporciona el viento.

Derecha: Un mapa de la luz flourescente emitida por el plancton en el Océano Índico, donde los monzones de estación pueden limitar la cantidad de nutrientes de hierro en el agua y pueden provocar estrés en el plancton para que emitan más luz. Crédito de la imagen: Aqua/MODIS/Mike Behrenfeld, Universidad Estatal de Oregón.

"En escalas de tiempo que van desde semanas a meses podemos usar estos datos para rastrear las respuestas del plancton a la introducción de hierro por medio de las tormentas de polvo y el transporte de agua rica en hierro desde islas y continentes", dice Doney. "Tomando en cuenta el transcurso de años y décadas, también podemos detectar tendencias a largo plazo en el cambio climático y otras perturbaciones que el hombre provoca al océano".

El cambio climático podría significar que vientos más fuertes recojan más polvo y lo lleven hacia el mar, o vientos menos intensos que dejen al agua sin polvo. Algunas regiones se tornarán más secas y otras más húmedas, provocando un cambio en las regiones donde los suelos polvorientos se acumulan y son barridos hacia el aire. El fitoplancton reflejará y reaccionará a estos cambios globales.

"Los satélites de la NASA son herramientas poderosas", dice Behrenfeld. "A grandes porciones del océano todavía no se les ha tomado una muestra, así que la vista del satélite es crucial para observar el panorama completo".

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