Los científicos descubren nuevos datos sobre la materia orgánica coloreada en el océano profundo

May 26, 2017 Se ha descubierto que las picocyanobacterias son la causa principal

Aproximadamente la mitad del dióxido de carbono atmosférico es fijado por los océanos fitoplancton del océano, principalmente las picocianobacterias, mediante la fotosíntesis.

Las picocianobacterias son microorganismos unicelulares ampliamente distribuidos en ambientes marinos y de agua dulce. Una gran parte del carbono fijado biológicamente lo forman estos fitoplancton en la superficie del mar y luego lo transportan a las profundidades oceánicas. Pero aún no está claro cómo la materia orgánica disuelta coloreada (que se origina a partir de detritus vegetales en tierra o en el mar) acaba en el océano profundo.

"Aún estamos al principio de comprender el ciclo del carbono marino", dijo Michael Gonsior, químico del Centro de Ciencias Medioambientales de la Universidad de Maryland (UMCES). Añadió que las fuentes de sustancias químicas específicas en el océano aún no estaban bien definidas, ya que se trataba de un sistema vasto y complejo.

En el océano profundo, la materia orgánica disuelta muestra una señal de fluorescencia similar a la fluorescencia de tipo húmico que se encuentra en un río o arroyo. Muchos científicos han planteado la hipótesis de que este material procede de ríos y arroyos que lo transportan desde la tierra hasta el océano. Sin embargo, cada vez hay más pruebas de que existen fuentes marinas de este material, lo que podría explicar la mayor parte de este material coloreado que se encuentra en las profundidades oceánicas.

Los investigadores del UCEM Gonsior y Feng Chen dieron el primer paso en la caracterización de la materia orgánica liberada por las picocianobacterias marinas.

"Nuestro plan original era comprender el destino del carbono orgánico liberado por la lisis vírica de las picocianobacterias", dijo Chen, biólogo molecular.

Por primera vez, han demostrado que las picocyanobacterias cultivadas -Synechococcus y Prochlorococcus- liberan componentes fluorescentes que coinciden estrechamente con estas señales fluorescentes típicas que se encuentran en los entornos oceánicos.

Tanto Synechococus como Prochlorocccos son los fijadores de carbono más abundantes en el océano. Se prevé que las picocyanobacterias, que prefieren temperaturas más cálidas, podrían aumentar entre un 10 y un 20% a finales de siglo si continúa el calentamiento de los océanos.

"Cuando navegas por el océano azul, muchas picocianobacterias están trabajando allí. Convierten el dióxido de carbono en carbono orgánico y probablemente son responsables de parte del color del océano profundo procedente de la materia orgánica", afirmó Gonsior.

Gonsior y Chen estudiaron la cepa de Synechococus y dieron con el descubrimiento. Planeaban medir el destino de la materia orgánica disuelta examinando la composición molecular mediante espectrometría de masas de última generación, realizada en colaboración con el profesor Philippe Schmitt-Kopplin del Centro Helmholtz de Salud Medioambiental de Munich (Alemania).

Muchos compuestos biológicos brillan cuando se excitan con la luz. Gonsior realizó análisis ópticos que midieron la absorbancia y la fluorescencia.

"Cuando vi las primeras mediciones de fluorescencia de estas muestras, estaba muy claro lo que ocurría. Descubrimos que esas picocyanobacterias estaban liberando materia orgánica fluorescente, que imita lo que vemos tanto en el océano profundo como en ríos y arroyos", dijo Gonsior.

"Para mí, esto es emocionante porque hay cianobacterias fotosintéticas muy abundantes en el océano. Lo sabemos desde hace mucho tiempo, pero nadie había establecido una conexión entre las picocyanobacterias y la materia orgánica disuelta fluorescente", afirmó Chen.

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