Orfebreria microscòpica

En el plàncton hi ha microorganismes que tenen parts esquelètiques dures i persistents. Les diatomees i els silicoflagel·lats, per exemple, presenten parts dures d’òpal o sílice hidratada (SiO2·n H2O), i les cèl·lules dels coccolitofòrids són envoltades de peces calcàries a tall de minúscula escultura que no dissimula els diminuts cristallets de carbonat càlcic (CaCO3) de què són fetes. L’observació d’aquestes petites joies acostuma a produir un sentiment de sorpresa i d’admiració, i també de desconcert: per a què serveixen, a més de fer bonic?

La sofisticació d’aquestes estructures no és gratuïta. El complex sistema de porus, canals, cambres i escletxes de les diatomees, per exemple, forma part d’un mecanisme d’intercanvi entre la cèl·lula i l’entorn, com ho és, a una altra escala, l’epidermis d’una fulla, o la nostra mateixa pell. És a través d’aquestes perforacions que poden sortir a l’exterior secrecions mucilaginoses específiques, alhora que són la seu de peculiars sistemes de locomoció. Altrament, en les algues planctòniques, les parts dures i pesants ajuden a augmentar la velocitat de sedimentació d’organismes que viuen sovint en corrents d’aigua ascendent. Finalment, la complicació de molts coccòlits reflecteix mecanismes molt peculiars de deposició de cristallets de calcita: potser hi ha una coprecipitació d’elements més congruents amb les necessitats de l’organisme, com el fòsfor, del qual podrien facilitar l’absorció.

El grau de desenvolupament de les parts dures és variable dins d’una mateixa espècie. Les diatomees del gènere Corethron que es troben a la Mediterrània i a l’Antàrtic poden pertànyer a la mateixa espècie, però les respectives poblacions difereixen força en la robustesa i en l’ornamentació de les llargues agulles que porten les valves de les cèl·lules, l’acabat de les quals depèn de la disponibilitat local de silici, més escàs en la Mediterrània. En tot cas, és notable que possibilitats de multiplicació semblants siguin aprofitades de manera diferent als dos costats d’un mateix front o discontinuïtat, segons característiques més subtils que podrien afavorir alternativament unes formes o altres, per exemple diatomees o coccolitoforals, dos grups que en llurs desenvolupaments massius es poden excloure mútuament.

Diversos protoctists heteròtrofs també produeixen esquelets externs o interns que persisteixen després de la mort de la part més activa. Recordem els radiolaris amb esquelet silici, els foraminífers d’esquelet calcari, o els acantaris, que el tenen de celestina, és a dir de sulfat d’estronci (SrSO4), un material que, bé que compacte i dur en l’acantari viu, es dissol relativament aviat en morir l’individu.

Mai no es pot anticipar una relació fixa i uniforme entre la presència d’uns determinats organismes en una àrea definida i la persistència de les seves parts dures en el sediment corresponent a la vertical del lloc. En el seu camí vers el fons, les parts dures a vegades es conserven, i a vegades es dissolen. Tot depèn del grau de saturació dels elements en qüestió en les capes d’aigua travessades en la ruta cap al fons. Les aigües profundes de la Mediterrània, per exemple, contenen força calci, però relativament poc silici: les diatomees s’hi dissolen, però no els coccòlits de les coccolitoforals. Així, el sediment del fons de la mar Catalana conté coccòlits (més del 80% són Emiliania huxleyi), però amb prou feines valves de diatomees; les poques que persisteixen corresponen a hipnocists o cèl·lules de resistència de paret engruixida, o bé a diatomees litorals igualment robustes. En canvi, les ries de Galícia, pobres de calci, no són gens riques de coccolitoforals i no en conserven en el sediment. És més, en el sediment es troben closques de les comptades espècies de foraminífers que han deixat de fer-les calcàries per a fer-les silícies, com és el cas del gènere Silicotextulina.

La capacitat de l’aigua per a retenir calci en forma sòlida és definida per la distribució vertical estable de les condicions locals d’equilibri entre les formes de carboni inorgànic, l’alcalinitat de l’aigua i el pH. A un determinat nivell de fondària, l’anomenada lisoclina, els carbonats es dissolen. La lisoclina se situa entre els 3 750 i els 4 000 m a la majoria de les mars actuals, a una profunditat una mica inferior en el Pacífic. En les mars del Mesozoic, la tensió de CO2 era més gran a les zones profundes, cosa que permetia mobilitzar millor el calci i que la precipitació fos abundant en aigües més somes.

Els grans dipòsits australs de valves de diatomees no coincideixen amb les zones actuals de màxima producció. Això podria atribuir-se a un canvi de lloc, en el temps, de les faixes marines més productives, però és més raonable acceptar que les aigües profundes, que es mouen lentament en el sentit meridià cap a l’equador, s’han de resaturar de silici —la mateixa producció de valves de diatomees les hauria deixat exhaurides a les capes d’aigua superficials—, abans no puguin deixar passar, sense atacar-les, més restes de valves de diatomees camí del sediment. En conseqüència, les faixes latitudinals que dibuixen els sediments es troben desplaçades vers l’equador en relació amb la distribució real del plàncton que hom esperaria veure-hi reflectida.

L’abundància d’organismes que dipositen silici o calci reflecteix una situació dinàmica de falta d’equilibri en l’entorn marí. Aquests organismes continuaran creixent mentre persisteixin les causes que generen el desequilibri temporal. L’aportació continental a través dels rius n’és una. Molts organismes se situen a cavall dels processos de separació en forma sòlida (silici, calci) de materials portats a mar des de terra. La biosfera continental ha accelerat moltíssim l’erosió de la superfície dels continents i li ha donat característiques especials: ha fet augmentar la tensió de CO2 en el sòl, hi ha afegit àcids orgànics, i ha accelerat la descomposició dels silicats, la qual cosa ha alliberat sílice i metalls alcalins i alcalinoterris. L’activitat de la biosfera continental, en resum, facilita l’alliberament de silici i de calci, elements que, per aquesta raó, després podran ésser emprats separadament per diferents organismes del plàncton marí.

Finalment, cal esmentar un aspecte d’aquesta dinàmica accelerada, relacionat amb l’anomenat efecte hivernacle: la capacitat de les coccolitoforals del plàncton (i també de foraminífers amb algues simbiòntiques, d’altres protoctists, i d’alguns animals) de fixar carboni atmosfèric en excés, com el procedent de la combustió d’hidrocarburs, i de portar-lo mar avall de manera accelerada. De dur-lo, si més no, fins al nivell de la lisoclina. Un mecanisme de regulació dels que permeten a James Lovelock de sostenir que Gaia, la Terra, és un sistema homeostàtic molt sofisticat.