El plàncton en els diferents ecosistemes marins

La diversitat i abundància del plàncton varien molt segons l’ecosistema i s’adapten a les condicions úniques dels ambients polars, tropicals, costaners, oceànics oberts i a les de les 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. En aquestes zones, les aigües es caracteritzen per temperatures baixes, cobertes de gel estacional, i condicions de llum úniques, que influeixen en els tipus de plàncton que hi prosperen.

A l’Àrtic, el fitoplàncton com les diatomees, entre altres grups, domina durant els mesos curts d’estiu, quan el gel es fon i la llum del sol penetra l’aigua. Les diatomees poden créixer ràpidament i creen 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 de 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 i són 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.

Figura 1. L’estret de Gerlache, Antàrtida - Imatge: © 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 l’abundant irradiància durant tot l’any. Tanmateix, la disponibilitat de nutrients a les aigües tropicals pot ser molt variable i sovint condueix 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, on impulsa 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, durant les etapes larvàries, 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, la qual cosa posa 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 i donen lloc a una major biomassa en comparació amb l’oceà obert. Les diatomees són especialment abundants a les aigües costaneres, on es poden beneficiar de condicions riques en nutrients. Espècies com Skeletonema costatum i Chaetoceros spp. prosperen en aquests ambients i sovint formen grans acumulacions. Aquestes microalgues serveixen com a font d’aliment vital per a molts organismes marins i, per tant, nodreixen 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 contribueix 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, cosa que posa 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 segons 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, poden provocar hipòxia o “zones mortes” quan la descomposició de la matèria orgànica esgota els nivells d’oxigen, la qual cosa il·lustra el delicat equilibri d’aquests ambients.

Figura 2. Centropages typicus- Imatge: © 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 disposa d’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) té un paper clau. El Trichodesmium, un cianobacteri fixador de nitrogen, prospera en aigües tropicals i subtropicals oligotròfiques (pobres en nutrients) i forma taques visibles a la superfície de l’aigua que s’assemblen a serradures. Aquestes acumulacions contribueixen significativament al cicle del nitrogen i donen suport a la productivitat primària en regions que d’altra manera són 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 a les aigües més profundes. 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 (Figura 3). A la zona eufòtica (de superfície fins a uns 200 metres de fondària), la llum solar suporta la fotosíntesi, cosa que fa que es converteixi en l’hàbitat principal del fitoplàncton. Les diatomees, els dinoflagel·lats, els cianobacteris i altres grups algals hi floreixen i impulsen la producció primària, la qual cosa forma 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. Hi predomina 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.

Figura 3. Les diferents zones de l’oceà segons la seva profunditat - Imatge generada per IA: © Albert Calbet.

A mesura que ens endinsem a les zones batipelàgiques i abissopelàgiques, la llum desapareix completament i la pressió augmenta. L’escàs plàncton 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, interactua 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 en destaquen el paper essencial en els cicles biogeoquímics globals, les xarxes tròfiques i la salut general dels oceans del planeta.