Descobrint els mecanismes de flotabilitat del plàncton marí

El plàncton marí, que abasta una sorprenent varietat de formes de vida i funcions, comparteix la característica de mantenir la seva flotabilitat dins la columna d’aigua. Endinsant-nos en el món d’aquestes criatures, descobrim un captivador tapís d’estratègies de flotabilitat que han permès a aquests éssers minúsculs no només sobreviure, sinó també florir enmig del flux i reflux perpetu dels corrents oceànics. Aquí, ens centrarem només en aquells mecanismes passius, sense explorar els actius, com els cilis, els flagels i altres apèndixs mòbils.

Mecanismes de flotabilitat

Figura 1. Diatomea marina.

• Com més petit millor: en reduir la mida, augmenta la relació superfície-volum, i també augmenta la flotabilitat dels organismes. Aquesta estratègia la segueixen molts procariotes i eucariotes marins.

• Canvi de la composició bioquímica: quan no es pot reduir més la mida, encara hi ha altres opcions per mantenir la flotabilitat. Alguns cianobacteris, com ara Trichodesmium, utilitzen la proporció d’hidrats de carboni a proteïnes per controlar la seva flotabilitat, amb valors creixents durant el dia i valors decreixents a la nit, seguint els patrons de flotabilitat diaris. A més, algunes diatomees (Fig. 1) canvien el seu contingut en hidrats de carboni associat a canvis en la flotabilitat.

• Vesícules de gas: certs components del microplàncton marí, com moltes espècies de bacteris, utilitzen vesícules de gas per regular la seva flotabilitat. Seria semblant a fer-se pets cap a dins. Aquestes estructures microscòpiques plenes de gas els permeten ajustar la seva posició a la columna d’aigua, garantint un accés òptim als nutrients o a la llum solar per a la fotosíntesi i facilitant la seva supervivència a les regions de l’oceà amb escassetat de nutrients. En un ordre de magnitud, trobem els nectòfors d’alguns sifonòfors colonials, com Physalia, la coneguda i temuda caravel·la de guerra portuguesa.

• Incrementar els lípids sense posar-se quilos a sobre: molts organismes del fitoplàncton, com les diatomees, i també alguns del zooplàncton, com els copèpodes (Fig. 2), utilitzen gotes o bosses de lípids per gestionar la seva flotabilitat. Controlant la concentració de lípids dins de les seves cèl·lules o produint sacs d’oli, poden ajustar amb precisió la seva posició a la columna d’aigua, posicionant-se estratègicament per adquirir nutrients essencials, llum per a la fotosíntesi o fins i tot per a l’hivern.

Figura 2. Calanus hyperboreus que mostra un gran sac d’oli.

• Apèndixs i estructures estranyes: els copèpodes posseeixen apèndixs especialitzats, com ara espines molt fines, que ajuden a mantenir la seva flotabilitat. Aquestes espines contraresten l’enfonsament, permetent-los romandre suspesos dins de les seves profunditats d’aigua preferides i garanteixen l’alimentació eficient, contribuint així a la dinàmica de la xarxa tròfica marina. A més, els organismes unicel·lulars posseeixen apèndixs. Per exemple, alguns radiolaris (Fig. 3) tenen estructures esquelètiques intricades que ajuden a la regulació de la flotabilitat. Aquestes estructures els permeten controlar la seva posició dins de la columna d’aigua, facilitant el seu accés als nutrients i a la llum solar per a la fotosíntesi o l’alimentació. De vegades, també els serveixen de protecció enfront de depredadors (llegiu Les tàctiques de supervivència del plàncton enfront dels depredadors). En el cas dels foraminífers, els apèndixs no són rígids sinó flexibles i mòbils. S’anomenen pseudopodis i s’utilitzen per a l’alimentació i per a la regulació de la flotabilitat. Aquestes extensions dinàmiques, semblants a un braç tremendament fi, els permeten crear extensions temporals del seu cos, facilitant el moviment i oferint la possibilitat d’ajustar la seva posició a la columna d’aigua per accedir a condicions òptimes d’alimentació i supervivència.

• Secreció de moc: molts grups de fitoplàncton mostren representants que produeixen moc (sense estar refredats), sobretot quan estan en forma colonial. Per exemple, a les colònies de Phaeocystis es poden veure els mocs a ull nu flotant a la columna d’aigua. A més, el zooplàncton gelatinós, exemplificat per grups com els ctenòfors i les salpes, produeix moc que contribueix al control de la flotabilitat, ajudant-los a navegar pels corrents oceànics per localitzar fonts d’aliment. Exclouen ions pesants com el SO₄^2- del seu cos i els substitueixen per ions Cl^- osmòticament similars però més lleugers.

Importància en l’ecosistema marí

Figura 3. Radiolari que mostra grans espines.

Entendre els complexos mecanismes de flotabilitat del plàncton marí és fonamental per comprendre la seva importància ecològica. Aquestes estratègies adaptatives no només els permeten suportar condicions oceàniques variables, sinó que també tenen un paper crític en el cicle dels nutrients i la regulació dels nivells globals de carboni. A més, els seus mecanismes de flotabilitat afecten significativament la distribució espacial de les comunitats de plàncton marí, influint així en la dinàmica global de la xarxa tròfica marina.

Amb les preocupacions creixents sobre el canvi climàtic i el seu impacte en els ecosistemes marins, comprendre les complexitats dels mecanismes de flotabilitat del plàncton marí esdevé cada cop més crític. Les pertorbacions de la temperatura oceànica i els seus efectes sobre la densitat i els nivells d’acidesa poden alterar significativament aquests delicats mecanismes d’equilibri, que poden provocar efectes en cascada a tota la xarxa tròfica marina i en la salut general dels nostres oceans.