Un proceso microbiano de importancia mundial oculto en partículas marinas

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El nitrógeno es esencial para toda la vida en la Tierra. En los océanos globales, sin embargo, este elemento es escaso y, por lo tanto, la disponibilidad de nitrógeno es esencial para el crecimiento de la vida marina. Algunas bacterias que se encuentran en las aguas marinas pueden convertir el gas nitrógeno (N2) en amoníaco (lo que se conoce como fijación de N2) y así suministrar nitrógeno a la red alimentaria marina.

¿Como demonios?

Durante años, los científicos se han preguntado si las bacterias, que viven en materia orgánica disuelta en aguas marinas, pueden afectar la fijación de N2 y de qué manera. Se asumió que los altos niveles de oxígeno combinados con la baja cantidad de materia orgánica disuelta en la columna de agua de mar evitarían la fijación de N2 anaeróbico y consumidor de energía.

Ya en la década de 1980 se sugirió que los agregados, las llamadas «partículas de nieve marina», podrían ser lugares adecuados para la fijación de N2, pero esto nunca se ha probado.

Hasta ahora..

En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Copenhague demuestran, utilizando modelos matemáticos, que la fijación de nitrógeno microbiano puede ocurrir en estos agregados de organismos vivos y muertos en el plancton marino. El estudio se acaba de publicar en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

Nieve marina

La nieve marina está formada por desechos de varios organismos presentes en la columna de agua.

La imagen muestra la nieve marina del Mar de los Sargazos. Foto: L. Riemann

«Nuestro trabajo duró casi dos años, pero definitivamente valió la pena, ya que los resultados son un gran avance. En estrecha colaboración con nuestros colaboradores de investigación en el Centro de Vida Oceánica de DTU Aqua y en los Estados Unidos, pudimos crear un modelo que imita las condiciones de las partículas de nieve marina. Con este modelo, mostramos que una partícula marina puede ser densamente colonizada por bacterias. Este crecimiento de bacterias provoca una respiración extensa que conduce a bajas concentraciones de oxígeno en la partícula, lo que finalmente permite el proceso anaeróbico de fijación de N2 «, explica el primer autor y postdoctorado en el Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague, Subhendu Chakraborty.

Con su modelo, los investigadores también pudieron mostrar la distribución de profundidad de la fijación de N2 en la columna de agua de mar. Descubrieron que, entre otras cosas, la fijación de N2 depende del tamaño, la densidad y la velocidad de hundimiento de las partículas de nieve marina. Además, demostraron que sus tasas modeladas eran comparables a las tasas reales medidas en aguas marinas.

Muestreador de agua de mar

Las muestras de agua de mar a menudo se toman con botellas unidas a una supuesta roseta, como se ve aquí. Foto: L.asse Riemann

«Esta comparación nos dio confianza en el modelo», dice el autor correspondiente Lasse Riemann, profesor del Departamento de Biología. Continúa: «Estamos muy orgullosos de nuestro estudio, porque proporciona la primera explicación de cómo puede ocurrir la fijación de N2 asociada con la nieve marina. Además, los resultados indican que este proceso es importante para el ciclo global del nitrógeno marino y, por lo tanto, para el crecimiento y productividad del plancton «.

Los investigadores esperan que su estudio inspire el trabajo futuro sobre la vida microbiana en partículas marinas, debido a su papel aparentemente fundamental en el ciclo de muchos nutrientes en el océano.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Copenhague – Facultad de Ciencias. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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