Biomas Acuáticos – Fitoplancton
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- ¿Qué es el Fitoplancton?
- Importancia del fitoplancton
- Estudio del fitoplancton
- Patrones y ciclos globales
- Diferencias entre regiones
- Cambios a largo plazo en la productividad del fitoplancton
- Referencias
¿Qué es el Fitoplancton?
Derivado de las palabras griegas phyto (planta) y plankton (que vaga o se desplaza), el fitoplancton son organismos microscópicos que viven en ambientes acuáticos, tanto salados como dulces.
Algunos fitoplancton son bacterias, otros son protistas y la mayoría son plantas unicelulares. Entre los tipos más comunes se encuentran las cianobacterias, las diatomeas con recubrimiento de sílice, los dinoflagelados, las algas verdes y los cocolitóforos con recubrimiento de caliza.
Collage adaptado a partir de dibujos y micrografías de Sally Bensusen, Oficina Científica del Proyecto EOS de la NASA.
Al igual que las plantas terrestres, el fitoplancton posee clorofila para capturar luz solar y hacen fotosíntesis para transformarla en energía química. Consume dióxido de carbono y libera oxígeno. Todo el fitoplancton realiza la fotosíntesis, pero algunos obtienen energía adicional consumiendo otros organismos.
El crecimiento del fitoplancton depende de la disponibilidad de dióxido de carbono, luz solar y nutrientes. El fitoplancton, al igual que las plantas terrestres, requiere nutrientes como nitrato, fosfato, silicato y calcio en diferentes concentraciones según la especie. Algunos fitoplancton pueden fijar nitrógeno y crecer en zonas con bajas concentraciones de nitrato. También requieren trazas de hierro, lo que limita su crecimiento en grandes áreas oceánicas debido a las bajas concentraciones de este mineral. Otros factores influyen en las tasas de crecimiento del fitoplancton, como la temperatura y la salinidad del agua, la profundidad, el viento y los tipos de depredadores que se alimentan de él.
Cuando las condiciones son propicias, las poblaciones de fitoplancton pueden crecer de forma explosiva, un fenómeno conocido como floración (ver imágeners abajo). Las floraciones en el océano pueden cubrir cientos de kilómetros cuadrados y son fácilmente visibles en imágenes satelitales. Una floración puede durar varias semanas, pero la vida de un individuo de fitoplancton rara vez supera los pocos días.
Importancia del fitoplancton
La red trófica
El fitoplancton es la base de la red trófica acuática, los productores primarios, que alimentan desde el zooplancton microscópico, similar a animales, hasta ballenas de varias toneladas. Peces pequeños e invertebrados también se alimentan de estos organismos vegetales, y estos, a su vez, son consumidos por organismos más grandes.
El fitoplancton también puede ser un indicador de muerte o enfermedad. Ciertas especies de fitoplancton producen potentes biotoxinas, responsables de las llamadas “mareas rojas” o floraciones de algas nocivas. Estas floraciones tóxicas pueden causar la muerte de la vida marina y de las personas que consumen peces y mariscos contaminados.
El fitoplancton causa mortalidad masiva de otras maneras. Tras una floración masiva, el fitoplancton muerto se hunde hasta el fondo del océano o lago. Las bacterias que lo descomponen agotan el oxígeno del agua, asfixiando la vida animal; el resultado es una zona muerta.
El clima y el ciclo del carbono
Mediante la fotosíntesis, el fitoplancton consume dióxido de carbono a una escala equivalente a la de los bosques y otras plantas terrestres. Parte de este carbono es transportado a las profundidades oceánicas cuando el fitoplancton muere, y otra parte se transfiere a diferentes capas del océano cuando otros organismos lo consumen, los cuales, a su vez, se reproducen, generan desechos y mueren.
A nivel mundial, esta “bomba biológica de carbono” transfiere aproximadamente 10 gigatoneladas de carbono de la atmósfera a las profundidades oceánicas cada año. Incluso pequeños cambios en el crecimiento del fitoplancton pueden afectar las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico, lo que a su vez influye en las temperaturas superficiales globales.
Estudio del fitoplancton
Muestras de fitoplancton se pueden tomar directamente del agua en estaciones de observación permanentes o desde embarcaciones. Los dispositivos de muestreo incluyen mangueras y frascos para recoger muestras de agua, y en ocasiones, el plancton se recoge en filtros que se arrastran por el agua detrás de la embarcación.
Fotografía ©2007 Ben Pittenger.
Las muestras pueden sellarse, conservarse en hielo y transportarse para su análisis en laboratorio, donde los investigadores pueden identificar el fitoplancton recolectado hasta el nivel de género o incluso especie mediante examen microscópico o análisis genético.
Si bien las muestras tomadas del océano son necesarias para algunos estudios, los satélites son fundamentales para los estudios a escala global del fitoplancton y su papel en el cambio climático. Los organismos individuales de fitoplancton son diminutos, pero cuando proliferan por miles de millones, las altas concentraciones de clorofila y otros pigmentos que captan la luz modifican la forma en que la superficie refleja la luz.
El agua puede adquirir tonalidades verdosas, rojizas o parduscas. Las escamas calcáreas que cubren los cocolitóforos tiñen el agua de blanco lechoso o azul brillante. Los científicos utilizan estos cambios en el color del océano para estimar la concentración de clorofila y la biomasa de fitoplancton.
Patrones y ciclos globales
Diferencias entre regiones
El fitoplancton prolifera a lo largo de las costas y las plataformas continentales, en el ecuador de los océanos Pacífico y Atlántico, y en zonas de altas latitudes. Los vientos influyen notablemente en la distribución del fitoplancton, ya que generan corrientes que hacen ascender a la superficie aguas profundas ricas en nutrientes.
Estas zonas de afloramiento, incluyendo una en el ecuador mantenida por la convergencia de los vientos alisios del este, y otras en las costas occidentales de varios continentes, se encuentran entre los ecosistemas oceánicos más productivos. Por el contrario, el fitoplancton es escaso en los giros oceánicos remotos debido a la escasez de nutrientes.
Imagen de la NASA por Jesse Allen y Robert Simmon, basada en datos MODIS del equipo de Color Oceánico del GSFC.
Diferencias estacionales
Al igual que las plantas terrestres, el crecimiento del fitoplancton varía según la estación. En latitudes altas, las floraciones alcanzan su punto máximo en primavera y verano, cuando aumenta la luz solar y disminuye la constante mezcla del agua provocada por las tormentas invernales. Investigaciones recientes sugieren que la intensa mezcla invernal prepara el terreno para un crecimiento explosivo en primavera, al transportar nutrientes desde aguas más profundas hacia las capas superficiales iluminadas por el sol y separar al fitoplancton de sus depredadores, el zooplancton.
En los océanos subtropicales, por el contrario, las poblaciones de fitoplancton disminuyen en verano. A medida que las aguas superficiales se calientan durante el verano, se vuelven muy flotantes. Con agua cálida y flotante en la superficie y agua fría y densa debajo, la columna de agua no se mezcla fácilmente. El fitoplancton consume los nutrientes disponibles y el crecimiento disminuye hasta que las tormentas invernales reactivan la mezcla.
En zonas de latitudes más bajas, como el mar Arábigo y las aguas que rodean Indonesia, las floraciones estacionales suelen estar relacionadas con los cambios en los vientos asociados al monzón. Cuando los vientos cambian de dirección (de mar adentro a tierra adentro), alternativamente intensifican o inhiben el afloramiento, lo que modifica las concentraciones de nutrientes. En la zona de afloramiento ecuatorial, la productividad del fitoplancton presenta muy poca variación estacional.
Imágenes de la NASA por Jesse Allen y Robert Simmon, basadas en datos MODIS del equipo de Color Oceánico del GSFC.
Diferencias interanuales
La principal influencia en las diferencias interanuales de la productividad global del fitoplancton es el fenómeno climático de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS). Los ciclos de ENOS representan cambios significativos en las temperaturas superficiales del mar, los patrones de viento y las precipitaciones típicas del océano Pacífico a lo largo del ecuador.
Durante los eventos de El Niño, la productividad del fitoplancton en el Pacífico ecuatorial disminuye drásticamente, ya que los vientos alisios del este, que normalmente impulsan el afloramiento, se detienen o incluso invierten su dirección. La transición entre El Niño y su contraparte, La Niña, a veces se acompaña de un aumento drástico en la productividad del fitoplancton, debido a la repentina reactivación del afloramiento de aguas profundas ricas en nutrientes.
Imágenes de la NASA por Jesse Allen y Robert Simmon, basadas en datos MODIS del equipo de Color Oceánico del GSFC.
Los eventos de El Niño influyen en los patrones climáticos más allá del Pacífico; en el Océano Índico oriental, alrededor de Indonesia, por ejemplo, la productividad del fitoplancton aumenta durante El Niño. La productividad en el Golfo de México y el Atlántico subtropical occidental ha aumentado durante los eventos de El Niño en la última década, probablemente debido a que el aumento de las precipitaciones y la escorrentía aportaron más nutrientes de lo habitual.
En comparación con los cambios en la productividad relacionados con El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) en el Pacífico tropical, las diferencias interanuales en la productividad en latitudes medias y altas son pequeñas.
Cambios a largo plazo en la productividad del fitoplancton
Productividad
Dado que el fitoplancton es crucial para la biología oceánica y el clima, cualquier cambio en su productividad podría tener una influencia significativa en la biodiversidad, la pesca, el suministro de alimentos para la humanidad y el ritmo del calentamiento global.
Muchos modelos de química y biología oceánicas predicen que, a medida que la superficie del océano se calienta en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero atmosféricos, la productividad del fitoplancton disminuirá. Se espera que la productividad disminuya porque, a medida que las aguas superficiales se calientan, la columna de agua se estratifica cada vez más. Hay menos mezcla vertical para reciclar los nutrientes de las aguas profundas de vuelta a la superficie.
Gráfico adaptado de Behrenfeld et al. 2009 por Robert Simmon.
Durante la última década, los científicos han comenzado a buscar esta tendencia en observaciones satelitales, y los primeros estudios sugieren una ligera disminución en la productividad global del fitoplancton. Por ejemplo, los oceanógrafos documentaron un aumento en el área de los giros oceánicos subtropicales —las zonas oceánicas menos productivas— durante la última década. Estos “desiertos marinos” con bajos niveles de nutrientes parecen estar expandiéndose debido al aumento de la temperatura de la superficie oceánica.
Composición de especies
Cientos de miles de especies de fitoplancton habitan los océanos de la Tierra, cada una adaptada a condiciones hídricas específicas. Los cambios en la claridad del agua, el contenido de nutrientes y la salinidad modifican las especies que viven en un lugar determinado.
Dado que el plancton de mayor tamaño requiere más nutrientes, necesita en mayor medida la mezcla vertical de la columna de agua que repone los nutrientes agotados. A medida que el océano se ha calentado desde la década de 1950, se ha estratificado cada vez más, lo que interrumpe el reciclaje de nutrientes.
Se prevé que el calentamiento continuo debido a la acumulación de dióxido de carbono reduzca la cantidad de fitoplancton de mayor tamaño (como las diatomeas) en comparación con especies más pequeñas (como las cianobacterias). Ya se han observado cambios en la abundancia relativa de especies de fitoplancton de mayor y menor tamaño en diversas partes del mundo, pero aún se desconoce si esto afectará la productividad general.
Gráfico adaptado de Bopp 2005 por Robert Simmon.
Estos cambios en la composición de las especies pueden ser benignos o pueden tener como resultado una cascada de consecuencias negativas en toda la red alimentaria marina. El mapeo global preciso de los grupos taxonómicos de fitoplancton es uno de los principales objetivos de las futuras misiones propuestas por la NASA, como la misión Aerosol, Nube y Ecología (ACE).
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Referencias
- Behrenfeld, M. J., Siegel, D. A., O’Malley, R. T., and Maritorena, S. (2009). Global ocean phytoplankton. In T.C. Peterson, and M. O. Baringer (Eds.), State of the Climate in 2008. Bulletin of the American Meteorological Society. 90(8), S68–S73.
- Behrenfeld, M. J., O’ Malley, R. T., Siegel, D. A., McClain, C. R., Sarmiento, J. L., Feldman, G. C., Milligan, A. J., et al. (2006). Climate-driven trends in contemporary ocean productivity. Nature, 444(7120), 752-755.
- Behrenfeld, M. J. (2010). Abandoning Sverdrup’s Critical Depth Hypothesis on phytoplankton blooms. Ecology, 91(4), 977-989.
- Bopp, L. (2005). Response of diatoms distribution to global warming and potential implications: A global model study. Geophysical Research Letters, 32(L19606).
- Carbon Cycle. (2009). UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library. Retrieved June 1, 2010.
- Diaz, R. J., & Rosenberg, R. (2008). Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems. Science, 321(5891), 926-929.
- Feldman, G., Clark, D., & Halpern, D. (1984). Satellite color observations of the phytoplankton distribution in the Eastern equatorial pacific during the 1982-1983 El Niño. Science, 226(4678), 1069–1071.
- NOAA Ocean Explorer Website. 2015. Upwelling. Retrieved May 20, 2026.
- Goes, J. I. Goes, J. I., Thoppil, P. G., Gomes, H. D. R., & Fasullo, J. T. (2005). Warming of the Eurasian Landmass Is Making the Arabian Sea More Productive. Science, 308(5721), 545-547.
- Hallegraeff, G. M. (2010). Ocean Climate Change, Phytoplankton Community Responses, And Harmful Algal Blooms: A Formidable Predictive Challenge. Journal of Phycology, 46(2), 220-235.
- Hendiarti, N., Siegel, H., & Ohde, T. (2004). Investigation of different coastal processes in Indonesian waters using SeaWiFS data. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 51(1-3), 85-97.
- Gregg, W. (2003). Ocean primary production and climate: Global decadal changes. Geophysical Research Letters, 30(15).
- McClain, C. R., Signorini, S. R., & Christian, J. R. (2004). Subtropical gyre variability observed by ocean-color satellites. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 51(1-3), 281-301.
- Polovina, J. J., Howell, E. A., & Abecassis, M. (2008). Ocean’s least productive waters are expanding. Geophysical Research Letters, 35(3).
- Richardson, A. J., & Schoeman, D. S. (2004). Climate Impact on Plankton Ecosystems in the Northeast Atlantic. Science, 305(5690), 1609-1612.
- Susanto, R. D., Moore, T. S., & Marra, J. (2006). Ocean color variability in the Indonesian Seas during the SeaWiFS era. Geochemistry Geophysics Geosystems, 7, Q05021.
- Yoder, J. A., & Kennelly, M. A. (2003). Seasonal and ENSO variability in global ocean phytoplankton chlorophyll derived from 4 years of SeaWiFS measurements. Global Biogeochemical Cycles, 17(4), 1112.
Adaptado de artículo de Rebecca Lindsey y Michon Scott en el NASA Earth Observatory – What are Phytoplankton?
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