Mareas rojas: la rebelión del plancton (1)

(Publicado en: PARDO, A. y CAMARA, N. (2004): Mareas rojas, la rebelión del plancton. Inmersión, nº 49, pp.54-60.)

El equilibrio biológico de los océanos es tan delicado que ante cualquier variación, todas sus formas de vida incluida la que no vemos como es el caso del plancton, se ven alteradas produciéndose fenómenos incontrolados y a veces peligrosos.

El océano es, sin lugar a dudas, el más diverso de todos los ecosistemas de nuestro planeta pues manto protector de sus aguas ofrece el cobijo y los nutrientes necesarios para el delicado equilibrio de este singular laboratorio biológico. Y aunque no hay un acuerdo unánime entre los científicos acerca de en qué ambiente concreto se produjeron las primeras formas de vida, en lo que todos parecen estar de acuerdo es que la vida en la Tierra se originó en los océanos. Por ello, no es de extrañar que todos los que nos hemos sumergido alguna vez bajo la aguas de cualquiera de nuestros mares, nos hayamos sentido sobrecogidos por la increíble variedad de las formas de vida que las habitan. Y es esta fascinación la que nos continúa guiando una y otra vez hacia los fondos marinos.

El océano en una gota

La próxima vez que lleven a cabo una inmersión nocturna, sepárense del fondo y encaren el negro absoluto del océano y agiten las manos. Con un poco de suerte, quizá vean diminutos destellos verdeazulados, esa es una primera pista. La segunda requerirá el uso de la linterna. Tras la primera observación de la negrura del océano nocturno, enciendan de nuevo su linterna y pongan el haz de luz vertical frente a la máscara de buceo, a uno o dos palmos de distancia y observen atentamente. Frente a sus ojos aparecerán centenares de formas de vida diminutas, danzando ingrávidas frente al foco de la linterna. Ésta es la segunda y definitiva pista para algunas de nuestras preguntas acerca del origen de vida. El resto deberemos encontrarlo en los libros o en el laboratorio. Efectivamente, la base de todo el ecosistema marino la forman esos diminutos organismos que apenas sí hemos sido capaces de ver en nuestras dos observaciones nocturnas: el microplancton.

Tan pequeños, tan importantes

El fitoplancton es responsable de muchos y muy importantes procesos que hacen que la Tierra sea como es. Así, el nivel de oxígeno de la atmósfera -ese famoso 20´9 % que todos los buceadores conocemos tan bien- es debido en gran medida a la actividad fotosintética del fitoplancton marino, así como de los grandes bosques de algas sargazos. Otro tanto se puede decir del relativamente bajo nivel de dióxido de carbono (CO₂) atmosférico. Puesto que durante la fotosíntesis el fitoplancton extrae CO₂ del agua marina para sintetizar materia orgánica, crea un déficit de este gas disuelto en la masa de agua oceánica, por lo que, debido a la vieja conocida ley de Henry, la atmósfera cede parte de su CO₂ al océano hasta devolver el equilibrio al sistema, con lo que el nivel de CO₂ en la atmósfera, permanece controlado. Estos dos procesos de liberación de O₂ y de absorción de CO₂ quedan expresados en esta sencilla pero importante reacción química, que es la base bioquímica de la transferencia de energía de los organismos vivos:

6 CO₂ + 6 H₂O + Energía solar = C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Leída de izquierda a derecha tenemos la reacción básica de la fotosíntesis, de forma que a partir de CO₂, agua y energía solar, se obtienen compuestos orgánicos -representados de forma sintética por la glucosa,C₆H₁₂O₆, en la reacción- y el O₂ molecular que enriquece la atmósfera. De derecha a izquierda tenemos la reacción catabólica básica -esto es, la respiración-, en la que los azucares son quemados con oxígeno para obtener energía, y residuos se eliminan en forma de agua y CO₂. Toda esa materia orgánica sintetizada por el fitoplancton es, según hemos dicho, la base de la alimentación del resto de los organismos de la red trófica de los océanos.

¿Dónde crece el fitoplancton?

Resulta obvio que el fitoplancton se desarrollará en aquellas zonas en las que encuentre todo aquello que necesita para crecer y reproducirse, es decir, la mayor parte estará confinada en las capas más superficiales del océano, allí donde el nivel de radiación solar es el adecuado: la denominada zona fótica (foto = luz). La profundidad máxima de este hábitat estará en función de la latitud y estación del año, siendo máxima en los trópicos y mínima en las zonas polares. En las latitudes medias como el hemisferio boreal, se alcanza en primavera, cuando la superficie terrestre se aproxima más a la perpendicularidad con respecto a la radiación solar. Esto se observa muy bien en las dos imágenes de satélite del Atlántico Norte tomadas en invierno y en primavera. En tonos rojos y amarillos se destacan las máximas concentraciones de clorofila en la superficie del océano, o lo que es lo mismo de fitoplancton. ¿A qué se debe este patrón aparentemente caprichoso?

Clorofila en el Atlántico Norte en invierno

Clorofila en el Atlántico Norte en primavera

Nitratos, fosfatos y hierro

Estos tres productos son los responsables de esa distribución aparentemente caprichosa del fitoplancton. El hierro es un elemento fundamental para la síntesis de la clorofila, necesaria a su vez para la fotosíntesis. Por ello, el fitoplancton tenderá a desarrollarse en aquellas zonas del mar donde abunde. El hierro, en forma de óxidos, proviene fundamentalmente del polvo arrastrado por el viento desde los continentes, por lo que su concentración será mayor en lugares cercanos a la costa. Miremos de nuevo el mapa, y veremos cómo ahora las manchas rojas y amarillas que indican altos niveles de clorofila empiezan a tener mayor sentido. Ese es el motivo por el que en los vastos espacios oceánicos, el color es violeta, lo que indica que la cantidad de fitoplancton es mínima. De hecho, esas amplísimas zonas son auténticos desiertos y la vida en ellos es en general muy escasa. La ausencia de hierro explica por qué en el Océano Antártico hay mucha menos productividad de fitoplancton, comparado con el Océano Ártico. No olvidemos que la Antártida se encuentra cubierta por un espeso manto de hielo, por lo que el hierro se encuentra enterrado e inaccesible.

Entonces, ¿por qué la distribución de fitoplancton no es homogénea cerca de las costas? La explicación tiene que ver con los otros dos elementos, el nitrógeno y el fósforo. Ambos provienen de la descomposición de la material orgánica acumulada en:

Fondos abisales: cuando un organismo muere, por gravedad tiende a caer hasta el fondo. En su caída puede ser devorado completamente o en parte por otros animales, pero siempre hay una importante porción de restos que termina acumulándose en el fondo. Allí los organismos carroñeros dan buena cuenta de éstos degradándolos completamente.

Continentes: en lugares donde los sedimentos continentales entran en contacto con el mar, es decir, la desembocaduras de los ríos donde la turbidez de las aguas no sea excesiva y permita una adecuada insolación, se producirá un gran crecimiento de fitoplancton tal y como se aprecia en la imagen por satélite de una porción de la costa africana occidental, en color verde.

Las cifras sí cuadran

Cómo es posible que la masa de fitoplancton no se agote, si la masa de organismos que lo depredan es bastante superior. ¿A caso la Naturaleza se equivoca? Por su puesto que no, ella tiene soluciones para todo, y en esta ocasión lo compensa con una elevada tasa de renovación. Es decir, la alta tasa de reproducción del fitoplancton hace que sus poblaciones se renueven más rápidamente de lo que son depredadas o consumidas. Un tiburón ballena que se alimenta de millones de estas pequeñas células fotosintéticas, sólo es capaz de procrear una cría al año, en el mejor de los casos, y sin embargo, un alga diatomea es capaz de multiplicar en un día casi en un millón su descendencia. De esta forma, las cuentas del equilibrio de la vida, sí que cuadran.

-Continuará en: Mareas rojas: la rebelión del plancton (2)–