TEMES

Què es "cou" darrerament al nostre laboratori?

Escalfant plàncton

El nostre grup, al departament de Biologia Marina i Oceanografia de l'Institut de Ciències del Mar (CSIC), fa unes quantes dècades que es dedica a l'estudi de l'ecologia del zooplàncton marí. Al llarg de tot aquest temps, hem abordat temes molt diversos i hem fet treball tant de camp com de laboratori. Per exemple, hem intentat caracteritzar la dinàmica de les xarxes planctòniques del Mediterrani nord-occidental però també d'oceans remots i llunyans, com ara l'Àrtic o l'Antàrtic. Al laboratori, hem passat de dedicar-nos a l'estudi de grups concrets i peculiars, com ara els cladòcers marins o alguna espècie de copèpode en particular, a treballar temes molt més generals, com ara els efectes de la dieta en l'envelliment de copèpodes o com la turbulència del mar, els contaminants, els cicles de llum, etc. poden afectar el zooplàncton.

Darrerament, i veient la importància del canvi climàtic sobre el nostre planeta, era evident i necessari que dediquéssim uns quants projectes d'investigació als efectes de la temperatura sobre el plàncton. I això estem fent. Tanmateix, estem aplicant una aproximació bastant pionera, car no ens quedem amb els simples efectes de la temperatura a curt termini, sinó que hem adaptat al llarg dels anys poblacions de copèpodes, algues i protozous a diferents temperatures. Això ens ha suposat un esforç titànic, sobretot durant la pandèmia COVID-19 ocasionada pel virus SARS-CoV-2, quan l'accés als laboratoris era molt restringit. Penseu que determinats organismes planctònics necessiten atenció pràcticament diària. Cert que ha suposat molta feina, però ara n'estem traient els fruits.

img_20230328_095433_0.jpg

Laboratori on es cultiven diferents espècies de zooplàncton a temperatures controlades

Estem treballant des d'una perspectiva dual, en la qual ens plantegem preguntes similars per a copèpodes i protozous. Les maneres d'abordar els diferents temes també són diferents, és clar. Penseu, per exemple, que el temps de generació d'un copèpode és de prop d'un mes, mentre que un protozou es duplica quasi cada dia. En el projecte actual ens plantegem les següents preguntes, sempre sobre espècies prèviament adaptades a diferents temperatures:

1) Quin efecte tindrà la temperatura sobre les taxes metabòliques del zooplàncton marí?

Al darrere d'aquesta pregunta hi ha el concepte que les taxes metabòliques s'acceleren amb la temperatura (coeficient Q10). Per exemple, s'assumeix que tant la respiració com el creixement es dupliquen o tripliquen en pujar 10 ºC la temperatura. Tanmateix, nosaltres hem vist que copèpodes adaptats a les diferents temperatures de l'estudi mantenen les taxes metabòliques pràcticament invariables, independentment que hi hagi escalfament. Això té una rellevància molt important per als models predictius de canvi climàtic, normalment basats en dades d'organismes que no havien estat adaptats. Pel que fa als protozous la cosa no està tan clara i requereix més estudi. Les primeres dades, però, apunten que tenen una capacitat d'adaptació a la temperatura més limitada que els copèpodes.

screenshot_2023-04-18_at_13.27.47_copy.jpg

Exemple de disseny experimental

2) Quins efectes té la temperatura sobre les finestres tèrmiques dels organismes i la seva capacitat de supervivència?

Hem vist, també en copèpodes, que el rang de temperatures a les quals els organismes poden sobreviure es desplaça cap a zones més calentes en aquelles poblacions adaptades a l'escalfament. Tot i que la diferència en l'òptim tèrmic o en el rang de tolerància és petita, d'un grau o dos, això té repercussions molt grans per a la dinàmica de poblacions en escenaris d'escalfament global.

3) Quins efectes té la temperatura sobre la mida dels organismes?

És ben conegut que la majoria d'organismes segueixen la llei de Bergmann, que estableix que els climes freds alberguen espècies més grans que els càlids. El plàncton no n'és una excepció, i s'ha vist que tant copèpodes com algues i protozous segueixen aquesta regla. Tanmateix, tot i que hem corroborat els resultats en copèpodes, en algues hem vist que la presència de nutrients al medi i l'envelliment del cultiu potser tenen repercussions més importants sobre la mida que no pas la temperatura. Pel que fa als protozous, hem plantejat una nova hipòtesi, car hem vist que la literatura en la seva gran majoria se sustenta sobre experiments possiblement no gaire ben plantejats. Molts dels protozous marins, en particular aquells que mengen algues, poden ingerir quantitats de preses equivalents a unes quantes vegades el seu volum, i la ingestió en aquest grup està molt lligada a la temperatura. Què passa? Que la majoria d'estudis sobre els efectes de la temperatura en la mida d'aquest grup d'organismes estan fets en condicions d'aliments saturants. Imagineu-vos que algú volgués establir els efectes de la temperatura en humans, però que ho fes quan ens acabem de menjar mitja vaca (si això fos possible). Els resultats serien del tot irrellevants. Doncs, som aquí, intentant demostrar que quan les coses es mesuren bé, i després d'una correcta adaptació a la temperatura, l'efecte d'aquesta variable és insignificant.

En un futur immediat tenim pensat estudiar els efectes sinèrgics de la temperatura i altres variables de canvi global, com ara la disponibilitat de nutrients, contaminants, etc. Però, perquè us n'expliqui els resultats, encara haureu d'esperar una mica.

acartia_grani_female_copy.jpg

Paracartia grani és una de les espècies de copèpodes que cultivem a diferents temperatures