Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi es una especie de cocolithophore que se encuentra en casi todos los ecosistemas oceánicos del Ecuador a las regiones subpolares, y desde zonas ricas de nutrientes hasta aguas oligotróficas pobres de nutrientes. Es uno de miles de diferentes plancton fotosintéticos que se derivan libremente en la zona fotica del océano, formando la base de prácticamente todas las redes de alimentos marinos. Se estudia para las extensas floraciones que forma en aguas agotadas por nutrientes después de la reforma del termoclina de verano. Como otros cocolithophores, E. huxleyi es un fitoplancton de una sola célula cubierto con discos de calcita ornamentados únicos llamados cocolitos. Los cocolitos individuales son abundantes en sedimentos marinos, aunque las cocosferas completas son más inusuales. En el caso de E. huxleyi, no sólo la cáscara, sino también la parte suave del organismo puede ser registrada en sedimentos. Produce un grupo de compuestos químicos que son muy resistentes a la descomposición. Estos compuestos químicos, conocidos como alkenones, se pueden encontrar en sedimentos marinos mucho después de que otras partes blandas de los organismos se hayan descompuesto. Los alkenones son más comúnmente utilizados por los científicos de la tierra como un medio para estimar las temperaturas pasadas de la superficie marina.

Hechos básicos

Emiliania huxleyi fue nombrado después de Thomas Huxley y Cesare Emiliani, que fueron los primeros en examinar el sedimento del fondo marino y descubrir los cocolitos dentro de él. Se cree que ha evolucionado hace aproximadamente 270.000 años del género anterior Gephyrocapsa Kampter y se convirtió en dominante en ensamblajes planctónicos, y por lo tanto en el registro fósil, hace aproximadamente 70.000 años. Es la especie de cocolitoforo más nutritivamente abundante y generalizada. La especie se divide en siete formas morfológicas llamadas morfotipos basados en diferencias en la estructura del cocolito (ver Nannotax para más detalle sobre estas formas). Sus cocolitos son transparentes y comúnmente incoloros, pero se forman de calcita que refracta la luz muy eficientemente en la columna de agua. Esto, y las altas concentraciones causadas por el continuo derramamiento de sus cocolitos hace E. huxleyi florece fácilmente visible desde el espacio. Las imágenes de satélite muestran que las floraciones pueden cubrir áreas de más de 10.000 km2{textstyle ^{2}, con mediciones complementarias del astillero indicando que E. huxleyi es por lejos la especie fitoplancton dominante bajo estas condiciones. Esta especie ha sido una inspiración para la hipótesis Gaia de James Lovelock que afirma que los organismos vivos autoregulan colectivamente la biogeoquímica y el clima en estados no aleatorios.

Abundancia y distribución

Emiliania huxleyi se considera una especie ubicua. Exhibe uno de los rangos de temperatura más grandes (1 a 30 °C) de todas las especies de cocolitóforos. Se ha observado en una variedad de niveles de nutrientes, desde aguas oligotróficas (giros subtropicales) hasta aguas eutróficas (zonas de afloramiento/fiordos noruegos). Su presencia en comunidades de plancton desde la superficie hasta 200 m de profundidad indica una alta tolerancia tanto a las condiciones fluctuantes como a las de poca luz. Se cree que esta tolerancia extremadamente amplia de las condiciones ambientales se explica por la existencia de una variedad de ecotipos ambientalmente adaptados dentro de la especie. Como resultado de estas tolerancias, su distribución abarca desde el subártico hasta el subantártico y desde hábitats costeros hasta oceánicos. Dentro de este rango, está presente en casi todas las muestras de agua de la zona eufótica y representa entre el 20% y el 50% o más de la comunidad total de cocolitóforos.

Durante las floraciones masivas (que pueden cubrir más de 100.000 kilómetros cuadrados), E. huxleyi las concentraciones de células pueden superar en número a las de todas las demás especies de la región combinadas, representando el 75% o más del número total de plancton fotosintético en el área. E. huxleyi a nivel regional actúan como una fuente importante de carbonato de calcio y sulfuro de dimetilo, cuya producción masiva puede tener un impacto significativo no sólo en las propiedades de la capa superficial de mezcla, sino también en el clima global. Las floraciones se pueden identificar mediante imágenes de satélite debido a la gran cantidad de luz retrodispersada desde la columna de agua, lo que proporciona un método para evaluar su importancia biogeoquímica tanto a escala de cuenca como global. Estas floraciones prevalecen en los fiordos noruegos, lo que hace que los satélites capten "aguas blancas", lo que describe la reflectancia de las floraciones captadas por los satélites. Esto se debe a la masa de cocolitos que reflejan la luz solar entrante fuera del agua, lo que permite la extensión de E. huxleyi florece para distinguirse con gran detalle.

Extenso E. huxleyi pueden tener un impacto visible en el albedo marino. Si bien la dispersión múltiple puede aumentar la trayectoria de la luz por unidad de profundidad, aumentando la absorción y el calentamiento solar de la columna de agua, E. huxleyi ha inspirado propuestas para la geomimesis, porque las burbujas de aire del tamaño de una micra son reflectores especulares y, por tanto, a diferencia de E. huxleyi, tienden a bajar la temperatura de la columna de agua superior. Al igual que ocurre con la autosombra dentro de las floraciones de plancton cocolitóforos que blanquean el agua, esto puede reducir la productividad fotosintética al alterar la geometría de la zona eufótica. Se necesitan tanto experimentos como modelos para cuantificar el impacto biológico potencial de tales efectos y el corolario potencial de las floraciones reflectantes de otros organismos para aumentar o reducir la evaporación y la evolución de metano al alterar las temperaturas del agua dulce.

Impactos biogeoquímicos

Cambio climático

Como ocurre con todo el fitoplancton, la producción primaria de E. huxleyi a través de la fotosíntesis es un sumidero de dióxido de carbono. Sin embargo, la producción de cocolitos mediante calcificación es una fuente de CO₂. Esto significa que los cocolitóforos, incluido E. huxleyi, tienen el potencial de actuar como una fuente neta de CO₂ del océano. Aún no se comprende bien si son una fuente neta o un sumidero y cómo reaccionarán a la acidificación de los océanos.

Retención del calor del océano

Dispersión estimulada por E. huxleyi no sólo provoca que se devuelva a la atmósfera más calor y luz de lo habitual, sino que también provoca que una mayor parte del calor restante quede atrapado más cerca de la superficie del océano. Esto es problemático porque es el agua superficial la que intercambia calor con la atmósfera, y E. huxleyi pueden tender a hacer que la temperatura general de la columna de agua sea dramáticamente más fría durante períodos de tiempo más largos. Sin embargo, actualmente se está investigando la importancia de este efecto, ya sea positivo o negativo, y aún no se ha establecido.

Galería

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  Landsat image of a 1999 E. huxleyi florecen en el Canal Inglés.
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  E. huxleyi florece en el Mar Barents.