Breu història del plàncton

En aquest article us donaré unes pinzellades de com va anar això de descobrir i classificar els organismes del plàncton. Com veureu, ja des de l’antiga Grècia es tenia constància que hi havia éssers estranys que no entraven dins de cap classificació coneguda, entre aquests, alguns membres del plàncton. Però potser la feina més gran la van fer tot un seguit de naturalistes aficionats i professionals dels segles XVI al XIX, amb les seves descobertes, no sempre publicades en llibres, sinó que moltes vegades contingudes dins de correspondència que mantenien amb institucions reconegudes, com ara la Royal Society de Londres. Per sort, una bona part d’aquesta correspondència no s’ha perdut i ara tenim constància dels apassionants avenços d’aquella gent que tenia tot un món nou per descobrir. Veureu que dono un èmfasi especial a les primeres il·lustracions, i és que com dicta la dita popular, moltes vegades una imatge val més que mil paraules.

El plàncton pluricel·lular

Com és lògic, els primers membres del plàncton dels quals es tenen constància van ser possiblement les meduses i altres organismes de mida més gran, i particularment aquells que vivien enganxats a altres organismes de consum quotidià, com ara els peixos. Ja al segle IV aC el gran savi, filòsof i naturalista Aristòtil va identificar per primera vegada un copèpode paràsit. El va classificar, igual que les meduses i altres organismes de cos tou, com esponges i ascidis, amb el nom de Zoophyta, una classificació entre animals i plantes que va perdurar durant centenars d’anys. La primera imatge d’un copèpode paràsit (Figura 1), però, la devem a Gillaume Rondelet, zoòleg francès nascut el 1507.

Figura 1. A sota, a la dreta i sobre l'agalla de la tonyina hi podeu apreciar el que possiblement seria un copèpode paràsit. Il·lustració de Rondelet (1554). Imatge extreta de The copepodologist's cabinet, D.M. Damkaer 2002.

Els de vida lliure van haver d’esperar una mica més a ser descoberts. Pels volts del 1688, Stephan Blankaart va dibuixar el primer copèpode de vida lliure (això sí, d’aigua dolça) que es té constància (Figura 2). Carl Linnaeus (pare de la taxonomia moderna, 1707-1778) els va anomenar Monoculus i els va classificar com a insectes. I com a insectes es van quedar per molts anys, fins que a començaments del segle XIX Jean-Baptiste Lamarck els va treure dels insectes i els va classificar com a crustacis, juntament amb les puces d’aigua, amfípodes i isòpodes.

Figura 2. Primera il·lustració d’un copèpode de vida lliure, esquerra. Possiblement del gènere Cyclops, en una mostra d’aigua estancada. Stephan Blankaart (1688). Imatge extreta de The copepodologist's cabinet, D.M. Damkaer 2002.

Per curiositat, la primera il·lustració d’un copèpode marí de vida lliure li correspon a Gunnerus (1770), un zoòleg noruec que va identificar el Calanus finmarchicus (espècie força nombrosa i important a les costes noruegues), encara que ell el va anomenar Monoculus finmarchicus (Figura 3).

Figura 3. Primera il·lustració d’un copèpode marí de vida lliure. Ernst Gunnerus (1770). Imatge extreta de The copepodologist's cabinet, D.M. Damkaer 2002.

El plàncton unicel·lular

El descobriment dels protists el devem a Antonie van Leeuwenhoek, que amb el seu microscopi rudimentari va veure per primer cop infusoris i altres organismes del plàncton. Entre el 1674 i el 1716, aquest holandès, reconegut com a pare de la microbiologia, va descriure diverses espècies de protozous, majoritàriament ciliats (infusoris, Figura 4).

Figura 4. Dibuixos de diferents infusoris i altres organismes fets per Antonie van Leeuwenhoek, 1702.

A les algues, però, no els va fer gaire cas, i tot i que segur que en devia veure, la primera diatomea (no del tot planctònica) la va descriure un senyor anglès, segurament Charles King, el 1703 en una nota enviada a la Royal Society de Londres. A partir d’aquí, molts naturalistes es van dedicar a classificar, observar i dibuixar protozous (per exemple, O.F. Müller en té una detallada descripció amb dibuixos del comportament de tintínids que daten del 1779). Això sí, l’expressió màxima de l’art plasmant aquestes belles criatures la trobem en els dibuixos de l’alemany Ernst Haeckel (Figura 5), el qual va suggerir el 1866 que tots aquells animalons (incloent-hi bacteris) que ell veia al microscopi haurien de constituir per si mateixos un tercer regne animal independent anomenat Protista (el primer o primordial). I aquí va començar tot.

Figura 5. Il·lustracions de diferents protozous d’Ernst Haeckel.

La investigació del plàncton

Des de la descoberta i classificació dels organismes planctònics fins que va començar a investigar quin era el seu paper en els oceans van transcórrer molts anys. Els primers estudis, purament descriptius de la diversitat de formes de vida, estaven lligats a grans expedicions, com ara les del capità James C. Cook entre el 1768 i 1780 a l’oceà Pacífic. En aquelles expedicions hi ha constància, per exemple, de taques del cianobacteri Trychodesmium a la superfície de l’oceà. Tot i això, les primeres xarxes específicament dissenyades per recol·lectar plàncton probablement van ser utilitzades pels naturalistes francesos Francois Péron i Charles-Alexandre Lesueur durant una expedició a Austràlia del 1801 al 1804. També, durant el llarg viatge de l'HMS Beagle (1831-1836), Charles Darwin va fer servir xarxes per recollir mostres de plàncton. Tanmateix, potser el naixement de l’oceanografia moderna s’estableix amb l’expedició Challenger (1872 al 1876), ja que va ser la primera organitzada específicament per recollir dades específiques del medi marí, com ara la temperatura, la química de l’aigua, la geologia dels fons, els corrents i la vida marina. L'HMS Challenger estava equipat amb laboratoris i microscopis, així com un equip de sis científics.

El 1887, el fisiòleg Victor Hensen va introduir el terme plàncton, per descriure totes aquelles bèsties que anaven a la deriva dels corrents aquàtics. També va ser el primer que va proposar que potser la vida marina no es nodria del que desembocava amb els rius, sinó dels productors primaris microscòpics. Per als seus estudis va perfeccionar els dissenys de xarxes existents i en creà una de força quantitativa que encara es fa servir avui en dia (la xarxa Hensen). De l’anàlisi de les seves mostres va arribar a l’errònia conclusió que el plàncton està homogèniament distribuït a l’oceà i que n’hi ha massa poc per mantenir les pesqueries. Fets que van ser rebatuts immediatament després. L’estudi de la distribució i abundància dels diferents grups del plàncton va continuar durant el final del segle XIX i començaments del XX amb noms com ara: Marie Lebour (especialista en diatomees i dinoflagel·lades, 1876-1971), Alister Hardy (creador del sistema de captura de plàncton en continu, CPR, 1896-1985), Sheina Marshall (pionera en l’estudi de l’alimentació dels copèpodes, particularment Calanus sp. (Figura 6), 1896-1977), Hans Utermöhl (inventor de les cambres de sedimentació i recompte de plàncton que duen el seu nom, 1896-1984), per mencionar-ne alguns. És fruit de tots aquells estudis el descobriment dels patrons diaris de migració vertical, per exemple. El 1817 el naturalista francès George Cuvier va fer observacions de la migració vertical del zooplàncton, encara que ho va fer en un llac i el seu estudi només va durar un dia. Més completes, marines i de llarga duració van ser les investigacions de l’alemany Carl Chun, el 1888, sobre la migració vertical.

Figura 6. El copèpode marí Calanus hyperboreus. Imatge Albert Calbet.

Tot i que es tenien indicis del seu comportament, el que realment feien al mar aquelles bèsties microscòpiques, però, encara era majoritàriament un misteri, i vàrem haver d’esperar al segle XX, per tenir estimacions, per exemple, de producció d’algues marines, primer amb variacions en les mesures d’oxigen amb llum i foscor, i després fent servir carboni radioactiu. De forma similar, l’estimació de la producció del zooplàncton es va establir com a tècnica ben entrat el segle XX. També a finals del segle XX, M.R. Landry i R.P. Hassett van idear un mètode per estimar l’impacte de l’alimentació del microzooplàncton sobre el fitoplàncton en mars i oceans. Per les mateixes dates F. Azam, T. Fenchel i altres col·laboradors van conceptualitzar el funcionament de la xarxa microbiana i van introduir el terme bucle microbià, que té en compte la tremenda importància dels compostos orgànics dissolts i el paper clau dels bacteris en la xarxa tròfica marina. Totes aquestes fites han estat determinants per posicionar-nos en el coneixement actual. Tanmateix, tot i que hem avançat molt, i tenim al nostre abast tècniques i disciplines modernes, com ara imatges per satèl·lit, seqüenciació genòmica, expressió gènica, etc., encara estem a les beceroles d’entendre completament, i predir, la funció dels diferents grups del plàncton en la xarxa tròfica marina.