Remors submarines: desvelant el llenguatge químic del plàncton

Les vastes profunditats de l’oceà poden semblar silencioses, però sota la superfície es desplega una simfonia oculta. Aquí, el plàncton participa en una conversa fascinant, no a través del so o de la vista, sinó a través d’un llenguatge complex de senyals químics.

Els bacteris, els petits cavalls de batalla de l’oceà, són mestres d’aquesta comunicació química. Alliberen molècules autoinductores que actuen com si fossin xiuxiuejos que s’estenen per l’aigua. A mesura que augmenten les poblacions bacterianes, s’incrementa la concentració d’aquests senyals. En detectar els senyals, els bacteris empren una estratègia anomenada detecció de quòrum. Quan s’arriba a una densitat crítica (quòrum), els xiuxiuejos químics aïllats es fusionen en un cor, desencadenant una resposta col·lectiva. Per a alguns bacteris marins, això es tradueix en una alimentació més eficient. En sentir que hi són en altes densitats, treballen junts per alliberar enzims que descomponen fonts d’aliment complexes, garantint que tothom en rebi una part. Aquest enfocament sincronitzat beneficia no només els bacteris, sinó que també exerceix un paper crucial en la descomposició de la matèria orgànica, un pas vital en la cadena alimentària marina. Però la xerrada bacteriana no només tracta sobre "el sopar". Alguns bacteris utilitzen la detecció de quòrum per controlar la bioluminescència. Quan estan sols, els bacteris solen romandre apagats per evitar depredadors. No obstant això, en un quòrum, poden il·luminar-se a l’uníson, creant una exhibició enlluernadora que atrau parelles o confon els atacants.

Certs bacteris, en alliberar molècules de senyal químic, poden modular la seva densitat de població. Un cop se supera un cert llindar, aquests senyals són detectats per bacteris veïns. Això desencadena un canvi en l’expressió gènica que promou comportaments com la producció de la substància enganxosa que manté units els bacteris en biofilms. Aquesta xerrada química permet als bacteris decidir col·lectivament quan els convé passar d’individus flotants a una comunitat de biofilm forta i cooperativa.

Els bacteris poden crear biofilms mitjançant comunicació química - Imatge generada per AI. Albert Calbet

El fitoplàncton, les algues microscòpiques que formen la base de la xarxa alimentària marina, també són participants actius en aquest diàleg químic. A mesura que fan la fotosíntesi i consumeixen nutrients, alliberen un còctel de compostos químics a l’aigua circumdant. Aquests components serveixen d’invitacions involuntàries “a sopar” per als herbívors del zooplàncton, guiant-los cap a fonts potencials d’aliment. Tanmateix, algunes espècies de fitoplàncton tenen un costat més fosc. Produeixen potents toxines que poden causar proliferacions d’algues que són nocives, cosa que suposa una amenaça per a la vida marina i, fins i tot, per a la salut humana. D’altres alliberen compostos al·lelopàtics, armes químiques que inhibeixen el creixement d’espècies de fitoplàncton competidores i les ajuden a mantenir el domini en un entorn competitiu.

La comunicació química també serveix com a sistema d’alerta per al fitoplàncton. Quan s’acosta un herbívor famolenc, algunes espècies de fitoplàncton, sota atac, poden alliberar un senyal químic d’auxili. Aquest “crit d’auxili” pot ser detectat per altres cèl·lules de l'entorn, cosa que les fa activar mecanismes defensius o, fins i tot, produir toxines per dissuadir el depredador.

Els senyals químics tenen un paper clau en les interaccions depredador-presa o fins i tot entre congèneres de la mateixa espècie - Imatge generada per AI. Albert Calbet

El zooplàncton també té el seu propi vocabulari de senyals químics. Els copèpodes, per exemple, alliberen feromones d’alarma quan són atacats, alertant del perill els membres propers de la seva espècie. També utilitzen productes químics per trobar i atreure parelles, i produeixen copepodamides, una classe de compostos que desencadena defenses en el fitoplàncton. En detectar copepodamides, les seves preses poden reaccionar produint toxines, brillant amb més intensitat o, fins i tot, canviant la mida de la colònia o els patrons d’alimentació diària (en el cas de protozous), tot en un esforç per convertir-se en un aliment menys desitjable per als copèpodes.

La comunicació química en el plàncton s’estén encara més, influint en processos ambientals més amplis. El fitoplàncton, per exemple, emet sulfur de dimetil (DMS), un compost de sofre volàtil amb un sorprenent doble paper. No només influeix en les interaccions depredador-presa, sinó que també compleix un paper en la formació de núvols i la regulació del clima. La producció de DMS per part del fitoplàncton contribueix a la formació d’aerosols, que influeixen en la cobertura de núvols i en els patrons de precipitació. D’aquesta manera, la senyalització química dels organismes planctònics no només afecta els ecosistemes marins, sinó que també exerceix efectes indirectes sobre els sistemes climàtics globals, posant de manifest la interconnexió entre la vida i el medi ambient en els nostres vastos oceans.

En conclusió, la comunicació química és el llenguatge ocult que configura el món dinàmic del plàncton. Des de trobar aliment fins a dissuadir depredadors i influir en el clima, aquestes pistes silencioses orquestren una simfonia complexa d’interaccions en les profunditats de l’oceà. Comprendre aquest llenguatge ens ofereix una finestra a les intricades relacions que governen la salut i el funcionament dels nostres ecosistemes marins.