El plàncton en els diferents ecosistemes marins

La diversitat i abundància del plàncton varien molt segons l’ecosistema, adaptant-se a les condicions úniques dels ambients polars, tropicals, costaners, oceànics oberts i diferents profunditats oceàniques. La comprensió d'aquestes diferències no només aporta llum sobre la diversitat del plàncton, sinó que també destaca el seu paper crucial en el manteniment de l'equilibri dels ecosistemes marins a escala mundial.

De les regions polars a les aigües tropicals

Les regions polars, tant àrtiques com antàrtiques, presenten alguns dels entorns més extrems i desafiants de la Terra. Les aigües aquí es caracteritzen per temperatures baixes, coberta de gel estacional i condicions de llum úniques, que influeixen en els tipus de plàncton que prosperen. A l'Àrtic, el fitoplàncton com les diatomees entre altres grups dominen durant els mesos curts d'estiu quan el gel es fon i la llum del sol penetra l'aigua. Les diatomees poden créixer ràpidament, creant grans extensions d'aigua de color verdós visibles fins i tot des de l'espai. Aquestes agrupacions són crucials per donar suport a tota la xarxa tròfica de l'Àrtic, des del petit zooplàncton, com ciliats dinoflagel·lats i copèpodes, fins a grans mamífers marins com les balenes. La regió antàrtica acull una abundància similar de diatomees i d’altres grups del fitoplàncton, però aquestes aigües també alberguen espècies úniques, que poden sobreviure dins del gel. Aquests microorganismes associats al gel s'han adaptat a la salinitat i al fred extrems, capaços de fer la fotosíntesi a nivells de llum molt baixos. El krill antàrtic, un component crític de l'ecosistema de l'oceà Austral, depèn en gran manera d'aquest plàncton. Durant l'hivern, el krill pastura a les algues que creixen a la part inferior del gel marí. Altres grups de zooplàncton a les regions polars també presenten adaptacions notables. Per exemple, molts copèpodes grans de l'Àrtic del gènere Calanus tenen un cicle de vida sincronitzat amb la disponibilitat estacional de fitoplàncton. Acumulen reserves de lípids durant les floracions d'estiu, que l'ajuden a sobreviure als hiverns llargs i foscos. Aquestes adaptacions subratllen la resiliència i l'especialització del plàncton polar, que ha evolucionat per explotar la productivitat fugaç dels seus hàbitats gelats.

Imatge de l’estret de Gerlache, Antàrtida. Albert Calbet

Passant a les aigües tropicals, l'escenari canvia dràsticament. Aquestes regions càlides i il·luminades pel sol estan plenes d'una sorprenent varietat de plàncton, impulsada per condicions de temperatura estables i abundant irradiància durant tot l'any. Tanmateix, la disponibilitat de nutrients a les aigües tropicals pot ser molt variable, sovint conduint a nínxols ecològics diferents. A les regions tropicals, els cianobacteris, concretament Prochlorococcus i Synechococcus, tenen un paper fonamental. Prochlorococcus és, segons el meu coneixement, l'organisme fotosintètic més petit conegut (menys d'1 µm de diàmetre) i domina l'oceà tropical obert, impulsant gran part de la producció primària. La seva capacitat de prosperar en entorns baixos en nutrients el fa crucial per al cicle del carboni. Aquests cianobacteris contribueixen significativament a la producció global d'oxigen. El zooplàncton als ecosistemes tropicals mostra una àmplia gamma de formes i comportaments. Per exemple, les etapes larvàries de molts peixos d'escull i invertebrats passen una part de la seva vida com a plàncton. L'àmplia diversitat de zooplàncton dona suport a les riques poblacions de peixos, posant de manifest la interconnexió dels ecosistemes marins tropicals.

De la costa a mar obert

Els ecosistemes costaners, on la terra i el mar interactuen, ofereixen condicions ambientals úniques que donen suport a comunitats de plàncton diverses i productives. Les aportacions de nutrients dels rius, estuaris i zones de surgència creen terrenys fèrtils per al creixement del fitoplàncton, donant lloc a una major biomassa en comparació amb l'oceà obert. Les diatomees són especialment abundants a les aigües costaneres, beneficiant-se de condicions riques en nutrients. Espècies com Skeletonema costatum i Chaetoceros spp. prosperen en aquests ambients, sovint formant grans acumulacions. Aquestes microalgues serveixen com a font d'aliment vital per a molts organismes marins, nodrint les xarxes tròfiques costaneres. A més, les zones costaneres són punts calents per a altres grups com els coccolitoforals, un grup de fitoplàncton petit que produeix plaques de carbonat de calci, i que contribueixen al cicle del carboni marí i a la formació de sediments. Les aigües costaneres també acullen espècies úniques de zooplàncton. Diversos copèpodes, com Centropages typicus, Eurytemora affinis o diferents espècies d'Acartia són abundants i formen enllaços clau entre el fitoplàncton i els nivells tròfics superiors. Aquestes regions de transició actuen com a vivers per a moltes espècies de peixos i invertebrats, posant de manifest la importància del plàncton per donar suport al desenvolupament i creixement de larves. A més, els ecosistemes costaners presenten importants variacions estacionals i diàries. Les poblacions de fitoplàncton i zooplàncton poden fluctuar dràsticament amb les marees, la disponibilitat de llum i les aportacions de nutrients. Aquestes condicions dinàmiques creen un complex tapís d'interaccions, que sustenten la productivitat i la biodiversitat associades a les regions costaneres. Les comunitats costaneres, tot i que són essencials per als ecosistemes locals, de vegades poden provocar hipòxia o "zones mortes" quan la descomposició de la matèria orgànica esgota els nivells d'oxigen, il·lustrant el delicat equilibri d'aquests ambients.

Centropages typicus. Albert Calbet

L'oceà obert, o zona pelàgica, cobreix la major part de la superfície de la Terra; ocupa més de 1.300 milions de quilòmetres cúbics i té un abast vertical de fins a 11 quilòmetres. Aquesta zona presenta un entorn ampli i relativament homogeni on les comunitats de plàncton presenten característiques úniques basades en la profunditat i la latitud. A les capes superiors de l'oceà obert, conegudes com a zona epipelàgica, el fitoplàncton com Trichodesmium (juntament amb Prochlorococcus i Synechococcus) tenen un paper clau. El Trichodesmium, un cianobacteri fixador de nitrogen, prospera en aigües tropicals i subtropicals oligotròfiques (pobres en nutrients), formant taques visibles que s'assemblen a serradures a la superfície de l'aigua. Aquestes acumulacions contribueixen significativament al cicle del nitrogen, donant suport a la productivitat primària en regions d'altra manera deficients en nutrients.

De la superfície a les profunditats

Les comunitats de plàncton també presenten una estratificació vertical notable, amb diferents canvis en la composició i l'abundància des de la superfície de l'oceà fins als seus àmbits més profunds. Aquesta distribució vertical està influenciada per factors com la disponibilitat de llum, la pressió i els gradients de nutrients. El plàncton a la mateixa superfície de l'oceà està adaptat per suportar una irradiació UV elevada i normalment està protegit per pigments fotoprotectors (Fig. XX). A la zona eufòtica (de superfície fins a uns 200 metres de fondària), la llum solar suporta la fotosíntesi, convertint-se en l'hàbitat principal del fitoplàncton. Les diatomees, els dinoflagel·lats, els cianobacteris i d’altres grups algals hi floreixen, impulsant la producció primària i formant la base de la xarxa tròfica marina

Per sota de la zona eufòtica es troba la zona mesopelàgica, sovint anomenada "zona crepuscular". La llum disminueix ràpidament amb la profunditat i el fitoplàncton és substituït per organismes heteròtrofs. Predominen el zooplàncton com Mysidacis i formes gelatinoses com els ctenòfors (Fig. XX), juntament amb alguns copèpodes mesopelàgics com les Pleuromamma. Moltes d'aquestes espècies realitzen migracions verticals diàries, ascendint a la zona eufòtica de nit per alimentar-se i baixant durant el dia per evitar els depredadors.

Les diferents zones de l’oceà segons la seva profunditat. Albert Calbet. 

A mesura que ens endinsem, a les zones batipelàgiques i abissopelàgiques, la llum desapareix completament i la pressió augmenta. L'escàs plàncton aquí està adaptat a condicions extremes. Organismes com les meduses d'aigües profundes depenen de les poques preses disponibles i dels detritus que cauen des de dalt, coneguts com a "neu marina", per a la seva subsistència. La comunitat de plàncton d'aigües profundes també inclou zooplàncton gelatinós com sifonòfors, que poden assolir longituds extraordinàries i mostrar estructures colonials intricades. L'absència de llum significa que la bioluminescència esdevé una adaptació crucial per a la comunicació, el camuflatge i la depredació

La capa límit bentònica, on l'oceà es troba amb el fons marí, representa un altre hàbitat diferent. Aquí, el plàncton bentònic, que inclou diversos estadis larvaris d'invertebrats i microorganismes re-suspesos, interactuen amb el sediment. Aquesta capa té un paper crucial en el cicle dels nutrients i dona suport a comunitats úniques d'organismes d'aigües profundes.

Des de les regions polars gelades fins a les càlides aigües tropicals, des de les zones costaneres riques en nutrients fins als vasts oceans oberts i des de la superfície il·luminada pel sol fins a les fosques profunditats de l'oceà, el plàncton influeix significativament en l'estructura i la funció dels ecosistemes marins. La seva diversitat i adaptabilitat destaquen el seu paper essencial en els cicles biogeoquímics globals, les xarxes tròfiques i la salut general dels oceans del planeta.