Una nueva investigación publicada en Current Biology muestra que la acidificación de los océanos debilita la fuerza estructural de las algas marinas comunes, Fucus vesiculoso, también conocido como fucus. Los experimentos dirigidos por Alexandra Kinnby y sus colegas descubrieron que las algas marinas cultivadas en condiciones elevadas de dióxido de carbono, simulando la futura acidificación de los océanos, desarrollaron tejido más débil y tenían mayor riesgo de romperse. Las pruebas de campo mostraron que las plantas debilitadas eran más fácilmente desalojadas y perdidas de los hábitats costeros en comparación con las que crecían bajo niveles normales de dióxido de carbono. Los resultados indican que a medida que los océanos continúan absorbiendo las emisiones de carbono humanas, la integridad de los tejidos de algas marinas como Fucus vesiculoso puede disminuir, amenazando a estas importantes especies formadoras de hábitats.
La acidificación altera la composición y estructura de los tejidos
El estudio encontró que el CO elevado2 En realidad aumentó la tasa de crecimiento y la fotosíntesis de Fucus vesiculoso. Sin embargo, a pesar del mayor tamaño, las algas desarrollaron tejidos significativamente más débiles cuando se cultivaron en condiciones altas de CO.2 condiciones. Las mediciones mostraron que la fuerza necesaria para romper las hojas de las algas se redujo en más del 25% en comparación con las cultivadas en condiciones normales. Los resultados revelan una desventaja: algas más grandes pero más frágiles. Incluso el tejido basal grueso mostró cierta reducción en su resistencia cuando se cultivó bajo acidificación oceánica simulada. Los hallazgos contradicen la noción de que un mayor crecimiento a partir del CO2 necesariamente produce resultados más sólidos. plantas marinas.
Curiosamente, el estudio encontró que las algas marinas originarias de aguas tranquilas y protegidas mostraron una mayor disminución en la resistencia del tejido en condiciones altas de CO.2 en comparación con los de costas expuestas a las olas. La fuerza necesaria para perforar o romper muestras de hábitats protegidos disminuyó más pronunciadamente cuando se cultivaron en condiciones acidificadas. Los investigadores sugieren que las algas de zonas más accidentadas pueden estar preadaptadas para resistir el estrés físico, lo que las hace menos sensibles al CO2-Debilitamiento inducido. Sin embargo, para las frágiles algas adaptadas a aguas tranquilas, la acidificación del océano podría reducir sustancialmente su integridad estructural, incluso con un mayor crecimiento.
Los investigadores atribuyeron la pérdida de fuerza bajo altos niveles de CO.2 a cambios en la composición y estructura de los tejidos. El análisis mostró que las muestras de algas cultivadas en condiciones acidificadas tenían un contenido tisular significativamente menor de los minerales calcio y magnesio en comparación con las de CO normal.2. Estos minerales son cruciales para fortalecer las matrices fibrosas de polisacáridos que dan resistencia mecánica a las hojas de las algas. Las imágenes de microscopio también revelaron una estructura interna más porosa y menos densa en muestras de alto CO2 tratos. El debilitamiento de la resistencia del tejido parece estar directamente relacionado con la pérdida de minerales de refuerzo y el desarrollo de una matriz interna más frágil y poco empaquetada bajo una acidificación oceánica simulada.
Los experimentos brindan a los científicos la oportunidad de probar el futuro
La función Los investigadores realizaron experimentos de laboratorio controlados. cultivando Fucus vesiculosus en las condiciones actuales de CO2 de 400 partes por millón (ppm), así como un nivel elevado de 1100 ppm, proyectado para el año 2100. Esto les permitió simular escenarios realistas de acidificación de los océanos actuales y futuros.
Las algas crecieron durante 90 días bajo estos diferentes CO2 niveles. Luego, el equipo comparó varias variables clave de respuesta entre los dos tratamientos, incluyendo tasa de crecimiento, resistencia a la rotura del tejido, composición y tasas de supervivencia cuando se trasplantan nuevamente a hábitats costeros.
Es importante destacar que el estudio incluyó Fucus vesiculoso originados tanto en hábitats protegidos de aguas tranquilas como en costas expuestas a las olas y de alta energía. Esta diferencia les permitió determinar si la exposición previa a fuerzas hidrodinámicas afecta la sensibilidad de las algas a condiciones de pH reducido.
Respuestas de las algas marinas evaluadas durante un experimento de 90 días
Los investigadores crecieron Fucus vesiculoso muestras bajo diferentes CO2 concentraciones durante 90 días para permitir que los efectos se manifiesten. Midieron varias variables de respuesta clave después del período de exposición.
La tasa de crecimiento se analizó midiendo el aumento en el área total del talo. Un talo es el cuerpo vegetativo o frondas de un alga. La eficiencia fotosintética se rastreó mediante la evaluación fluorescencia de clorofila. El equipo también cuantificó las fuerzas de arrastre sobre las algas para determinar si la mayor superficie proyectada bajo alto contenido de CO2 creó una mayor carga hidrodinámica.
Una respuesta clave fue la fuerza necesaria para romper las hojas de las algas y perforar su tejido. Esto permitió una comparación directa de la resistencia estructural entre el CO2 tratos. También se analizó la composición del tejido para detectar cualquier cambio en el contenido mineral que pudiera ser la base de alteraciones en la estructura y resistencia de la pared celular de las algas.
Finalmente, los investigadores probaron las implicaciones del mundo real trasplantando muestras a hábitats costeros después del CO.2 exposición. Midieron las tasas de supervivencia para ver si las hojas debilitadas por la acidificación eran más propensas a romperse en condiciones naturales. fuerzas de onda.
Los hallazgos subrayan los riesgos de la acidificación de los océanos
Los hallazgos tienen implicaciones importantes para la acidificación de los océanos impulsada por las emisiones de carbono humanas. Los océanos del mundo absorben alrededor del 30% del CO2 liberado por Actividades Humanas, provocando que el pH del agua de mar baje. Si bien ya se han observado impactos negativos en especies calcificadas como corales y mariscos, las consecuencias para los formadores de hábitats fundamentales como las algas marinas han sido menos estudiadas hasta ahora.
Este trabajo muestra que las algas intermareales comunes, Fucus vesiculoso, exhibe un tejido significativamente más débil cuando se cultiva en condiciones futuras realistas de CO2 niveles. Los resultados de campo demuestran además que estos individuos debilitados por la acidificación son más propensos a desprenderse y perderse de los ecosistemas costeros dominados por las algas. Tal degradación del hábitat tendría efectos en cascada sobre muchas especies que dependen de las algas marinas para alimentarse y refugiarse.
En conjunto, los hallazgos se suman a la creciente evidencia de que la acidificación de los océanos puede representar una amenaza sustancial para las algas fundamentales en todo el mundo. Aún se necesita más investigación para confirmar si los mecanismos descubiertos en Fucus vesiculoso También debilita otras especies de macroalgas a medida que las emisiones de carbono continúan alterando la química del océano. Sin embargo, este estudio destaca la necesidad urgente de frenar las emisiones de CO2 para ayudar a mantener la estructura y funcionamiento de los ecosistemas costeros vulnerables.
LEA EL ARTÍCULO:
Kinnby, A., Cervin, G., Larsson, A., Edlund, U., Toth, G. y Pavia, H. (2023) “La acidificación de los océanos reduce la resistencia del talo en una base de algas no calcificantes, " Current Biology, 33(18), pág. 941-942. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.056.
Funda Fucus vesiculoso. Imagen: Canva.
