Plancton

El plancton es la colección diversa de organismos que se encuentran en el agua (o el aire) que no pueden impulsarse contra una corriente (o viento). Los organismos individuales que constituyen el plancton se denominan planctoneros. En el océano, proporcionan una fuente crucial de alimento para muchos organismos acuáticos pequeños y grandes, como bivalvos, peces y ballenas.

El plancton marino incluye bacterias, arqueas, algas, protozoos y animales a la deriva o flotantes que habitan en el agua salada de los océanos y las aguas salobres de los estuarios. El plancton de agua dulce es similar al plancton marino, pero se encuentra en las aguas dulces de lagos y ríos. Generalmente se piensa que el plancton habita en el agua, pero también hay versiones en el aire, el aeroplancton, que vive parte de su vida a la deriva en la atmósfera. Estos incluyen esporas de plantas, polen y semillas esparcidas por el viento, así como microorganismos arrastrados al aire por tormentas de polvo terrestre y plancton oceánico arrastrado al aire por el rocío del mar.

Aunque muchas especies planctónicas son de tamaño microscópico, el plancton incluye organismos de una amplia gama de tamaños, incluidos organismos grandes como las medusas. El plancton se define por su nicho ecológico y nivel de motilidad más que por cualquier clasificación filogenética o taxonómica. Técnicamente, el término no incluye los organismos en la superficie del agua, que se denominan neuston, ni los que nadan activamente en el agua, que se denominan necton.

Terminología

El nombre plancton se deriva del adjetivo griego πλαγκτός ( planktos ), que significa errante y, por extensión, vagabundo o vagabundo, y fue acuñado por Victor Hensen en 1887. Si bien algunas formas son capaces de moverse de forma independiente y pueden nadar cientos de metros verticalmente en un solo día (un comportamiento llamado migración vertical diel), su posición horizontal está determinada principalmente por el movimiento del agua circundante, y el plancton normalmente fluye con las corrientes oceánicas. Esto contrasta con los organismos nekton, como los peces, los calamares y los mamíferos marinos, que pueden nadar contra el flujo ambiental y controlar su posición en el medio ambiente.

Dentro del plancton, el holoplancton pasa todo su ciclo de vida como plancton (p. ej., la mayoría de las algas, copépodos, salpas y algunas medusas). Por el contrario, el meroplancton es solo planctónico durante parte de su vida (generalmente la etapa larval), y luego se gradúa a una existencia néctica (natación) o béntica (fondo marino). Los ejemplos de meroplancton incluyen las larvas de erizos de mar, estrellas de mar, crustáceos, gusanos marinos y la mayoría de los peces.

La cantidad y distribución del plancton depende de los nutrientes disponibles, el estado del agua y una gran cantidad de otro plancton.

El estudio del plancton se denomina planctología y un individuo planctónico se denomina plankter. El adjetivo planctónico se usa ampliamente tanto en la literatura científica como en la popular, y es un término generalmente aceptado. Sin embargo, desde el punto de vista de la gramática prescriptiva, el planktic de uso menos común es más estrictamente el adjetivo correcto. Cuando se derivan palabras en inglés de sus raíces griegas o latinas, la terminación específica de género (en este caso, "-on", que indica que la palabra es neutra) normalmente se elimina, usando solo la raíz de la palabra en la derivación.

Grupos tróficos

El plancton se divide principalmente en amplios grupos funcionales (o de nivel trófico):

• El fitoplancton (del griego phyton, o planta) son algas procariotas o eucariotas autótrofas que viven cerca de la superficie del agua donde hay suficiente luz para apoyar la fotosíntesis. Entre los grupos más importantes se encuentran las diatomeas, las cianobacterias, los dinoflagelados y los cocolitóforos.
• El zooplancton (del griego zoon, o animal), son pequeños protozoos o metazoos (por ejemplo, crustáceos y otros animales) que se alimentan de otro plancton. Aquí se incluyen algunos de los huevos y larvas de animales nectónicos más grandes, como peces, crustáceos y anélidos.
• El micoplancton incluye hongos y organismos similares a hongos que, al igual que el bacterioplancton, también son importantes en la remineralización y el ciclo de nutrientes.
• El bacterioplancton incluye bacterias y arqueas, que juegan un papel importante en la remineralización del material orgánico a lo largo de la columna de agua (tenga en cuenta que el fitoplancton procariótico también es bacterioplancton).
• Virioplancton son virus. Los virus son más abundantes en el plancton que las bacterias y las arqueas, aunque mucho más pequeños.

Mixoplancton

• Mixótrofos. El plancton se ha categorizado tradicionalmente como grupos de productores, consumidores y recicladores, pero algunos plancton pueden beneficiarse de más de un nivel trófico. En esta estrategia trófica mixta, conocida como mixotrofia, los organismos actúan como productores y consumidores, ya sea al mismo tiempo o cambiando entre modos de nutrición en respuesta a las condiciones ambientales. Esto hace posible usar la fotosíntesis para el crecimiento cuando los nutrientes y la luz son abundantes, pero cambiar para comer fitoplancton, zooplancton o entre sí cuando las condiciones de crecimiento son malas. Los mixótrofos se dividen en dos grupos; mixótrofos constitutivos, CM, que pueden realizar la fotosíntesis por sí mismos, y mixótrofos no constitutivos, NCM, que usan la fagocitosis para engullir presas fototróficas que se mantienen vivas dentro de la célula huésped que se benefician de su fotosíntesis,

Cada vez se reconoce más la importancia de la mixotrofia como estrategia ecológica, así como el papel más amplio que puede desempeñar en la biogeoquímica marina. Los estudios han demostrado que los mixótrofos son mucho más importantes para la ecología marina de lo que se suponía anteriormente y comprenden más de la mitad de todo el plancton microscópico. Su presencia actúa como un amortiguador que evita el colapso de los ecosistemas durante tiempos con poca o ninguna luz.

Grupos de tamaño

El plancton también se describe a menudo en términos de tamaño. Por lo general, se utilizan las siguientes divisiones: 

Sin embargo, algunos de estos términos pueden usarse con límites muy diferentes, especialmente en el extremo más grande. La existencia y la importancia del plancton nano e incluso más pequeño solo se descubrió durante la década de 1980, pero se cree que constituyen la mayor proporción de todo el plancton en número y diversidad.

El microplancton y grupos más pequeños son microorganismos y operan a números de Reynolds bajos, donde la viscosidad del agua es más importante que su masa o inercia.

• Tamaños de plancton por grupos taxonómicos 

Grupos de hábitat

Plancton marino

El plancton marino incluye bacterias y arqueas marinas, algas, protozoos y animales flotantes o a la deriva que habitan en el agua salada de los océanos y las aguas salobres de los estuarios.

Plancton de agua dulce

El plancton de agua dulce es similar al plancton marino, pero se encuentra tierra adentro en las aguas dulces de lagos y ríos.

Aeroplancton

El aeroplancton son formas de vida diminutas que flotan y se desplazan en el aire, llevadas por la corriente del viento; son el análogo atmosférico del plancton oceánico. La mayoría de los seres vivos que componen el aeroplancton son de tamaño muy pequeño a microscópico, y muchos pueden ser difíciles de identificar debido a su pequeño tamaño. Los científicos pueden recolectarlos para estudiarlos en trampas y barrer redes de aviones, cometas o globos.El aeroplancton está formado por numerosos microbios, incluidos virus, alrededor de 1000 especies diferentes de bacterias, alrededor de 40 000 variedades de hongos y cientos de especies de protistas, algas, musgos y hepáticas que viven una parte de su ciclo de vida como aeroplancton, a menudo como esporas., polen y semillas dispersadas por el viento. Además, los microorganismos peripatéticos son arrastrados al aire por las tormentas de polvo terrestres, y una cantidad aún mayor de microorganismos marinos transportados por el aire son propulsados ​​hacia la atmósfera en forma de rocío marino. El aeroplancton deposita cientos de millones de virus en el aire y decenas de millones de bacterias todos los días en cada metro cuadrado del planeta.

Geoplancton

Muchos animales viven en ambientes terrestres prosperando en cuerpos de agua y humedad transitorios, a menudo microscópicos, estos incluyen rotíferos y gastrotricos que ponen huevos resistentes capaces de sobrevivir años en ambientes secos, y algunos de los cuales pueden permanecer inactivos. Los nematodos suelen ser microscópicos con este estilo de vida. Los osos de agua, aunque solo tienen una vida útil de unos pocos meses, pueden entrar en animación suspendida durante condiciones secas u hostiles y sobrevivir durante décadas, lo que les permite ser omnipresentes en entornos terrestres a pesar de necesitar agua para crecer y reproducirse. Se sabe que muchos grupos de crustáceos microscópicos como los copépodos y los anfípodos (de los cuales son miembros los saltamontes) y los camarones de semilla se vuelven inactivos cuando se secan y también viven en cuerpos de agua transitorios.

Otros grupos

Zooplancton gelatinoso

El zooplancton gelatinoso son animales frágiles que viven en la columna de agua del océano. Sus delicados cuerpos no tienen partes duras y se dañan o destruyen fácilmente. El zooplancton gelatinoso suele ser transparente. Todas las medusas son zooplancton gelatinoso, pero no todo el zooplancton gelatinoso es medusa. Los organismos más comúnmente encontrados incluyen ctenóforos, medusas, salpas y Chaetognatha en aguas costeras. Sin embargo, casi todos los filos marinos, incluidos Annelida, Mollusca y Arthropoda, contienen especies gelatinosas, pero muchas de esas extrañas especies viven en mar abierto y en aguas profundas y están menos disponibles para el observador casual del océano.

Ictioplancton

El ictioplancton son los huevos y las larvas de los peces. Se encuentran principalmente en la zona iluminada por el sol de la columna de agua, a menos de 200 metros de profundidad, que a veces se denomina zona epipelágica o fótica. El ictioplancton es planctónico, lo que significa que no puede nadar con eficacia por sus propios medios, sino que debe ir a la deriva con las corrientes oceánicas. Los huevos de pescado no pueden nadar en absoluto y son inequívocamente planctónicos. Las larvas en etapa temprana nadan mal, pero las larvas en etapa posterior nadan mejor y dejan de ser planctónicas a medida que se convierten en juveniles. Las larvas de peces son parte del zooplancton que come plancton más pequeño, mientras que los huevos de peces transportan su propio suministro de alimentos. Tanto los huevos como las larvas son devorados por animales más grandes.Los peces pueden producir una gran cantidad de huevos que a menudo se liberan en la columna de agua abierta. Los huevos de pescado suelen tener un diámetro de aproximadamente 1 milímetro (0,039 pulgadas). Las crías recién nacidas de peces ovíparos se denominan larvas. Suelen estar mal formados, llevan un gran saco vitelino (para nutrirse) y tienen un aspecto muy diferente al de los ejemplares juveniles y adultos. El período larvario en los peces ovíparos es relativamente corto (generalmente solo varias semanas), y las larvas crecen rápidamente y cambian de apariencia y estructura (un proceso denominado metamorfosis) para convertirse en juveniles. Durante esta transición, las larvas deben cambiar de su saco vitelino a alimentarse de presas de zooplancton, un proceso que depende de una densidad de zooplancton típicamente inadecuada, lo que hace que muchas larvas mueran de hambre. Con el tiempo, las larvas de peces se vuelven capaces de nadar contra las corrientes,

Holoplancton

El holoplancton son organismos que son planctónicos durante todo su ciclo de vida. El holoplancton se puede contrastar con el meroplancton, que son organismos planctónicos que pasan parte de su ciclo de vida en la zona béntica. Los ejemplos de holoplancton incluyen algunas diatomeas, radiolarios, algunos dinoflagelados, foraminíferos, anfípodos, krill, copépodos y salpas, así como algunas especies de moluscos gasterópodos. El holoplancton habita en la zona pelágica en oposición a la zona bentónica. El holoplancton incluye tanto fitoplancton como zooplancton y varía en tamaño. El plancton más común son los protistas.

Meroplancton

El meroplancton es una amplia variedad de organismos acuáticos que tienen etapas planctónicas y bentónicas en sus ciclos de vida. Gran parte del meroplancton consiste en estadios larvarios de organismos más grandes. El meroplancton se puede contrastar con el holoplancton, que son organismos planctónicos que permanecen en la zona pelágica como plancton durante todo su ciclo de vida. Después de un período de tiempo en el plancton, muchos meroplancton se gradúan en el nekton o adoptan un estilo de vida béntico (a menudo sésil) en el lecho marino. Los estadios larvales de los invertebrados bentónicos constituyen una proporción significativa de las comunidades planctónicas.La etapa larvaria planctónica es particularmente crucial para muchos invertebrados bentónicos para dispersar a sus crías. Dependiendo de la especie particular y las condiciones ambientales, el meroplancton en etapa larvaria o juvenil puede permanecer en la zona pelágica por períodos que van desde una hora hasta meses.

Pseudoplancton

El pseudoplancton son organismos que se adhieren a organismos planctónicos u otros objetos flotantes, como madera a la deriva, caparazones flotantes de organismos como Spirula o restos flotantes hechos por el hombre. Los ejemplos incluyen percebes y el briozoo Jellyella. Por sí mismos, estos animales no pueden flotar, lo que los contrasta con los verdaderos organismos planctónicos, como la Velella y la carabela portuguesa, que son flotantes. El pseudoplancton se encuentra a menudo en las tripas de los zooplancton filtradores.

Tychoplancton

El ticoplancton son organismos, como los organismos bentónicos de vida libre o adheridos y otros organismos no planctónicos, que son transportados al plancton a través de una perturbación de su hábitat bentónico, o por los vientos y las corrientes. Esto puede ocurrir por turbulencia directa o por alteración del sustrato y posterior arrastre en la columna de agua. El ticoplancton es, por lo tanto, una subdivisión principal para clasificar los organismos planctónicos por la duración del ciclo de vida que pasan en el plancton, ya que ni toda su vida ni sus porciones reproductivas particulares se limitan a la existencia planctónica. El tychoplancton a veces se denomina plancton accidental.

Plancton mineralizado

• Algunos plancton están protegidos con caparazones mineralizados o pruebas
• Las diatomeas tienen caparazones de vidrio (frústulas) y también producen gran parte del oxígeno del mundo.
• Las elaboradas conchas de sílice de los radiolarios marinos microscópicos pueden eventualmente producir ópalo
• Los cocolitóforos tienen placas de tiza llamadas cocolitos y produjeron los acantilados de Dover.
• Floración de algas planctónicas de cocolitóforos frente a la costa sur de Inglaterra
• Los foraminíferos tienen caparazones de carbonato de calcio y produjeron la piedra caliza en las Grandes Pirámides.

Distribución

Aparte del aeroplancton, el plancton habita océanos, mares, lagos y estanques. La abundancia local varía horizontal, vertical y estacionalmente. La causa principal de esta variabilidad es la disponibilidad de luz. Todos los ecosistemas de plancton están impulsados ​​por la entrada de energía solar (pero véase la quimiosíntesis), limitando la producción primaria a las aguas superficiales y a las regiones geográficas y estaciones con abundante luz.

Una variable secundaria es la disponibilidad de nutrientes. Aunque grandes áreas de los océanos tropicales y subtropicales tienen abundante luz, experimentan una producción primaria relativamente baja porque ofrecen nutrientes limitados como nitrato, fosfato y silicato. Esto resulta de la circulación oceánica a gran escala y la estratificación de la columna de agua. En tales regiones, la producción primaria generalmente ocurre a mayor profundidad, aunque a un nivel reducido (debido a la luz reducida).

A pesar de las importantes concentraciones de macronutrientes, algunas regiones oceánicas son improductivas (las llamadas regiones HNLC). El micronutriente hierro es deficiente en estas regiones, y agregarlo puede conducir a la formación de floraciones de algas de fitoplancton. El hierro llega al océano principalmente a través de la deposición de polvo en la superficie del mar. Paradójicamente, las áreas oceánicas adyacentes a tierras áridas e improductivas suelen tener abundante fitoplancton (p. ej., el Océano Atlántico oriental, donde los vientos alisios traen polvo del desierto del Sahara en el norte de África).

Si bien el plancton es más abundante en las aguas superficiales, vive en toda la columna de agua. En las profundidades donde no se produce producción primaria, el zooplancton y el bacterioplancton consumen material orgánico que se hunde desde las aguas superficiales más productivas de arriba. Este flujo de material que se hunde, la llamada nieve marina, puede ser especialmente alto después de la terminación de las floraciones primaverales.

La distribución local del plancton puede verse afectada por la circulación de Langmuir impulsada por el viento y los efectos biológicos de este proceso físico.

Importancia ecológica

Cadena de comida

Además de representar los niveles inferiores de una cadena alimentaria que sustenta pesquerías comercialmente importantes, los ecosistemas de plancton desempeñan un papel en los ciclos biogeoquímicos de muchos elementos químicos importantes, incluido el ciclo del carbono del océano. Las larvas de peces comen principalmente zooplancton, que come fitoplancton.

Ciclo del carbono

Principalmente al alimentarse de fitoplancton, el zooplancton proporciona carbono a la red alimentaria planctónica, ya sea respirándolo para proporcionar energía metabólica o al morir como biomasa o detritos. El material orgánico tiende a ser más denso que el agua de mar, por lo que se hunde en los ecosistemas de océano abierto lejos de las costas, transportando carbono junto con él. Este proceso, llamado bomba biológica, es una de las razones por las que los océanos constituyen el sumidero de carbono más grande de la Tierra. Sin embargo, se ha demostrado que está influenciado por incrementos de temperatura. En 2019, un estudio indicó que a las tasas actuales de acidificación del agua de mar, el fitoplancton antártico podría volverse más pequeño y menos efectivo para almacenar carbono antes de fin de siglo.

Podría ser posible aumentar la absorción de dióxido de carbono por parte del océano ( CO
₂) generado a través de las actividades humanas al aumentar la producción de plancton a través de la fertilización con hierro, introduciendo cantidades de hierro en el océano. Sin embargo, esta técnica puede no ser práctica a gran escala. El agotamiento del oxígeno en los océanos y la producción de metano resultante (causada por el exceso de producción que se remineraliza en profundidad) es un inconveniente potencial.

Producción de oxígeno

El fitoplancton absorbe la energía del sol y los nutrientes del agua para producir su propio alimento o energía. En el proceso de fotosíntesis, el fitoplancton libera oxígeno molecular ( O
₂) en el agua como subproducto de desecho. Se estima que alrededor del 50% del oxígeno del mundo se produce a través de la fotosíntesis del fitoplancton. El resto se produce a través de la fotosíntesis en la tierra por las plantas. Además, la fotosíntesis del fitoplancton ha controlado el CO atmosférico
₂/ O
₂equilibrio desde principios del Eón Precámbrico.

Eficiencia de absorción

La eficiencia de absorción (AE) del plancton es la proporción de alimentos absorbidos por el plancton que determina qué tan disponibles están los materiales orgánicos consumidos para satisfacer las demandas fisiológicas requeridas.Dependiendo de la tasa de alimentación y la composición de la presa, las variaciones en la eficiencia de absorción pueden conducir a variaciones en la producción de gránulos fecales y, por lo tanto, regula la cantidad de material orgánico que se recicla de regreso al medio marino. Las tasas de alimentación bajas generalmente conducen a una alta eficiencia de absorción y gránulos pequeños y densos, mientras que las tasas de alimentación altas generalmente conducen a una baja eficiencia de absorción y gránulos más grandes con más contenido orgánico. Otro factor que contribuye a la liberación de materia orgánica disuelta (DOM) es la tasa de respiración. Los factores físicos como la disponibilidad de oxígeno, el pH y las condiciones de luz pueden afectar el consumo total de oxígeno y la cantidad de carbono que se pierde del zooplancton en forma de CO2 respirado. Los tamaños relativos del zooplancton y la presa también median en la cantidad de carbono que se libera a través de una alimentación descuidada. Las presas más pequeñas se ingieren enteras,También hay evidencia de que la composición de la dieta puede afectar la liberación de nutrientes, ya que las dietas carnívoras liberan más carbono orgánico disuelto (DOC) y amonio que las dietas omnívoras.

Variabilidad de la biomasa

El crecimiento de las poblaciones de fitoplancton depende de los niveles de luz y la disponibilidad de nutrientes. El factor principal que limita el crecimiento varía de una región a otra en los océanos del mundo. A gran escala, el crecimiento del fitoplancton en los giros tropicales y subtropicales oligotróficos generalmente está limitado por el suministro de nutrientes, mientras que la luz a menudo limita el crecimiento del fitoplancton en los giros subárticos. La variabilidad ambiental a múltiples escalas influye en los nutrientes y la luz disponibles para el fitoplancton y, dado que estos organismos forman la base de la red alimentaria marina, esta variabilidad en el crecimiento del fitoplancton influye en los niveles tróficos superiores. Por ejemplo, a escalas interanuales, los niveles de fitoplancton se desploman temporalmente durante los períodos de El Niño, lo que influye en las poblaciones de zooplancton, peces, aves marinas y mamíferos marinos.

Los efectos del calentamiento antropogénico en la población mundial de fitoplancton es un área de investigación activa. Se espera que los cambios en la estratificación vertical de la columna de agua, la tasa de reacciones biológicas dependientes de la temperatura y el suministro atmosférico de nutrientes tengan un impacto importante en la productividad futura del fitoplancton. Además, los cambios en la mortalidad del fitoplancton debido a las tasas de pastoreo de zooplancton pueden ser significativos.

Diversidad de plancton

• Parte de la diversidad que se encuentra en el plancton
• Pelagibacter ubique, la bacteria más común en el océano, juega un papel importante en los ciclos globales del carbono
• La diminuta cianobacteria Prochlorococcus es un importante contribuyente al oxígeno atmosférico
• El dinoflagelado del brillo del mar brilla en la noche para producir el efecto de los mares lechosos.
• Copépodo de la Antártida, un animal ovoide translúcido con dos antenas largas
• Larva de arenque fotografiada con los restos de la yema y el intestino largo visibles en el animal transparente
• Las larvas de draco de la Antártida no tienen hemoglobina
• El ctenóforo de nuez de mar tiene un ano transitorio que se forma solo cuando necesita defecar.
• Larva de anguila a la deriva con la corriente del golfo
• Krill antártico, probablemente la mayor biomasa de una sola especie en el planeta
• El microzooplancton son los principales herbívoros del plancton: dos dinoflagelados y un tintínido ciliado).
• Las algas marinas Sargassum se desplazan con las corrientes usando vejigas de aire para mantenerse a flote
• Burbujas de espuma marina planctónica con imagen de fotógrafo
• Macroplancton: un caracol Janthina janthina (con flotador de burbujas) arrojado a una playa en Maui

Relaciones planctónicas

Pescado y plancton

El zooplancton es la presa inicial de casi todas las larvas de peces, ya que pasan de sus sacos vitelinos a la alimentación externa. Los peces dependen de la densidad y distribución del zooplancton para que coincida con la de las nuevas larvas, que de lo contrario pueden morir de hambre. Los factores naturales (p. ej., las variaciones de las corrientes) y los factores creados por el hombre (p. ej., las represas de los ríos, la acidificación de los océanos, el aumento de las temperaturas) pueden afectar fuertemente al zooplancton, lo que a su vez puede afectar fuertemente la supervivencia de las larvas y, por lo tanto, el éxito reproductivo.

Se ha demostrado que los patrones espaciales del plancton están presentes en ambientes marinos irregulares donde no hay muchas poblaciones de peces y, además, su dinámica está influenciada por la tasa de depredación de peces en su entorno. Dependiendo de la tasa de depredación, pueden expresar un comportamiento regular o caótico.

Un efecto negativo que las larvas de peces pueden tener sobre las floraciones planctónicas es que las larvas prolongarán el evento de floración al disminuir el número de zooplancton disponible; esto a su vez permite que el fitoplancton provoque que la floración florezca aún más porque hay menos zooplancton.

La importancia tanto del fitoplancton como del zooplancton también es bien reconocida en la piscicultura extensiva y semi-intensiva en estanques. Los piscicultores tradicionales han practicado estrategias de gestión de estanques basadas en la población de plancton para la cría de peces durante décadas, lo que ilustra la importancia del plancton incluso en entornos creados por el hombre.

Ballenas y plancton

De todos los excrementos de animales, el excremento de ballena es el "trofeo", mientras que en el océano, el fitoplancton es el motor y uno de sus principales nutrientes es el excremento de ballena. En la red alimenticia marina, el fitoplancton se encuentra en el fondo y es consumido por el zooplancton y el krill, siendo presa de organismos marinos cada vez más grandes, por lo que se puede decir que la caca de ballena alimenta toda la red alimenticia.