Les conseqüències d’un plàncton més petit en un oceà més càlid

En publicacions anteriors, vam comentar quins serien els efectes fisiològics de l'escalfament sobre el plàncton. Aquí, ens centrarem en un efecte inevitable i universal de la temperatura: la reducció de mida. La relació entre mida i temperatura en els ectoterms (aquells organismes que no regulen la seva temperatura, com el plàncton) s'anomena regla de la mida i la temperatura (en anglès, temperature-Size Rule, TSR). Aquesta regla planteja que aquests organismes tendeixen a assolir mides més petites quan es crien en ambients més càlids. Aquest fenomen té implicacions de gran abast per a la xarxa tròfica marina i la bomba biològica, que són components crítics dels processos ecològics i biogeoquímics de l'oceà. A mesura que les temperatures globals augmenten a causa del canvi climàtic, entendre l'impacte del TSR en la mida del plàncton és crucial per predir la dinàmica futura dels ecosistemes marins.

Aquesta reducció de mida es pot atribuir a diversos factors fisiològics i ecològics. En primer lloc, les temperatures més altes acceleren les taxes metabòliques en els ectoterms, donant lloc a un creixement més ràpid i períodes de desenvolupament més curts. En conseqüència, els organismes planctònics sovint maduren a mides més petites. A més, les temperatures elevades poden influir en la disponibilitat i absorció de nutrients. En aigües més càlides, els processos de reciclatge de nutrients poden ser més ràpids, però l'estratificació de la columna d'aigua pot limitar la disponibilitat de nutrients a la zona fòtica, on resideix la majoria del plàncton. Això pot limitar el creixement del plàncton, contribuint encara més a les mides més petites.

Les implicacions de la reducció de la mida del plàncton són profundes per a la xarxa tròfica marina. Els integrants del plàncton inclouen productors i consumidors primaris; així, qualsevol canvi en la seva mida afecta tota la piràmide tròfica. El plàncton més petit pot alterar l'eficiència de l'alimentació i el creixement dels seus depredadors. Per exemple, moltes larves de peixos i petits animals marins depenen de mides específiques de plàncton com a font principal d'aliment. Un canvi cap a un plàncton més petit podria significar que aquests depredadors necessiten consumir més individus per satisfer les seves necessitats nutricionals, la qual cosa podria provocar una major despesa energètica i comportaments alimentaris alterats. Aquest canvi pot produir-se en cascada a través de la xarxa tròfica, afectant nivells tròfics més alts, incloses espècies de peixos importants comercialment, ocells marins i mamífers marins.

A més, el canvi a un plàncton més petit pot influir en la composició i el funcionament de la comunitat de zooplàncton. El fitoplàncton més menut podria afavorir grups de zooplàncton més petits, com el microzooplàncton, sobre grups més grans com els copèpodes. Aquest canvi pot afectar l'eficiència de la transferència d'energia dins de la xarxa tròfica, ja que els organismes més diminuts tendeixen a tenir taxes metabòliques més altes i una vida útil més curta, cosa que pot provocar un reciclatge més ràpid de la matèria orgànica dins de l'ecosistema marí. Aquest canvi pot reduir la biomassa global de zooplàncton disponible per a nivells tròfics superiors, disminuint així el flux d'energia als organismes marins més grans i afectant l'estructura i la productivitat dels ecosistemes marins.

Les implicacions del TSR s'estenen més enllà de les interaccions immediates de la xarxa tròfica i cap a l'àmbit dels cicles biogeoquímics, especialment la bomba biològica. La bomba biològica, com ja recordareu dels primers posts d’aquest blog, és un procés crucial pel qual el carboni se segresta a l'oceà profund. El fitoplàncton absorbeix diòxid de carboni durant la fotosíntesi, i quan aquests organismes moren o es consumeixen, es processen i els materials no utilitzats s'eliminen, la seva biomassa, inclòs el carboni segrestat, pot enfonsar-se a les profunditats de l'oceà. Aquí, es pot emmagatzemar durant llargs períodes, eliminant eficaçment el carboni de l'atmosfera i mitigant el canvi climàtic.

Les mides de plàncton més petites a causa de les temperatures més altes poden interrompre aquest procés. Els organismes més petits produeixen paquets fecals i agregats orgànics més petits i menys densos, que s'enfonsen més lentament i són més propensos a la descomposició abans d'arribar a les profunditats de l'oceà. Això redueix l'eficiència de la bomba biològica, ja que es transporta i s'emmagatzema menys carboni a l'oceà profund. A més, si la comunitat de plàncton es desplaça cap a espècies amb taxes més baixes de fixació de carboni o dinàmiques d'enfonsament diferents, la capacitat global de l'oceà per segrestar carboni es podria veure compromesa.

En un oceà més càlid, aquests canvis poden agreujar el bucle de retroalimentació del canvi climàtic. A mesura que l'eficiència de la bomba biològica disminueix, queda més diòxid de carboni a l'atmosfera, contribuint a un major escalfament. Aquest escalfament, al seu torn, pot millorar els efectes descrits pel TSR, donant lloc a un plàncton encara més petit i a més reduccions de l'eficiència de segrest de carboni. Aquest bucle de retroalimentació destaca la interconnexió dels processos biològics i la regulació del clima i subratlla la importància d'entendre i mitigar els impactes de l'escalfament global.

A més, les implicacions del TSR sobre la mida del plàncton s'estenen a les pesqueries regionals i mundials, que són una font crítica d'aliments i activitat econòmica per a milions de persones. Els canvis en la mida i l'abundància del plàncton poden alterar la disponibilitat d'aliments per a les poblacions de peixos, la qual cosa pot provocar canvis en la distribució, l'abundància i la productivitat dels peixos. Això pot afectar els rendiments de la pesca i els mitjans de vida de les comunitats que depenen dels recursos marins. La gestió de la pesca en un clima canviant requerirà estratègies adaptatives que tinguin en compte els efectes en cascada de la temperatura sobre el plàncton i el seu impacte posterior sobre les poblacions de peixos.