El azúcar trae mucho dióxido de carbono a las profundidades del mar...
Los océanos son una reserva muy importante de carbono en el sistema de la Tierra. Sin embargo, todavía se desconocen muchos aspectos del ciclo del carbono marino. Los científicos de Bremen y Bremerhaven han descubierto que el azúcar desempeña un papel importante en este proceso. Al mismo tiempo, la dulce fuente de energía es importante para el ecosistema de los océanos.
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie/C. Robb
En la capa superficial del océano iluminada por el sol, las microalgas fotosintéticas como las diatomeas convierten más dióxido de carbono en biomasa que los bosques tropicales de la Tierra. Al igual que las plantas terrestres, las diatomeas secuestran dióxido de carbono en carbohidratos poliméricos, en otras palabras: en azúcares de cadena larga. Sin embargo, se ha demostrado que es difícil cuantificar cuánto dióxido de carbono puede ser almacenado en los océanos globales a lo largo de este proceso.
Esta laguna de conocimientos despertó el interés del grupo de investigación Glicobiología Marina, que se encuentra en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina y el MARUM, Centro de Ciencias del Medio Ambiente Marino de la Universidad de Bremen, y coopera con el Instituto Alfred Wegener de Investigaciones Polares y Marinas. Para cerrar esta brecha, los científicos utilizaron un ensayo enzimático recientemente desarrollado para diseccionar microalgas fotosintéticas y medir las concentraciones de la laminarina de azúcar de cadena larga, una importante fuente de energía para las microalgas, incluidas las diatomeas.
La laminarina fija el dióxido
de carbono Basándose en microalgas obtenidas de los océanos Ártico, Atlántico y Pacífico y del Mar del Norte, los investigadores estimaron que esta biomasa está compuesta en promedio por un 26% de laminarina. "Esta cantidad sugiere que la fotosíntesis en la superficie del océano produce en promedio doce gigatoneladas de carbono anualmente en forma de laminarina de algas" dice Stefan Becker, primer autor del estudio, publicado en la revista científica PNAS en marzo de 2020. "Esta es una gran cantidad, considerando que, según el Presupuesto Mundial de Carbono 2019, los humanos liberaron 11,5 gigatoneladas de carbono durante el año 2018". Sin embargo, sólo una pequeña parte del carbono ligado por la laminarina se elimina permanentemente de la atmósfera - una gran parte se libera posteriormente de nuevo a través de procesos naturales. En total, los océanos absorbieron permanentemente alrededor de 2,6 gigatoneladas de carbono en 2018. "Sin embargo, nuestros hallazgos indican que los azúcares como la laminarina también son importantes para la fijación permanente de carbono en el mar", dice Becker.
Además, los científicos descubrieron que la laminarina comprende hasta el 50 por ciento del carbono orgánico en partículas que contienen diatomeas que se hunden. "Por lo tanto, la laminarina juega un papel central en la transferencia de carbono de las aguas superficiales al océano más profundo", dice Jan-Hendrik Hehemann, líder del grupo de investigación Glicobiología Marina. "El hecho de que la laminarina se fije en aguas profundas es una importante cuestión adicional que abordaremos en el futuro".
Variación durante el día
Además, como las microalgas representan la base más importante de la red alimentaria marina, los hallazgos muestran que la laminarina ocupa una posición prominente en la ecología oceánica mundial. Los investigadores de Bremen descubrieron que la cantidad de azúcar en las microalgas es alta, pero no siempre es la misma. "La concentración en las células de las algas aumentó notablemente durante el día y disminuyó durante la noche, en analogía con el almacenamiento estacional de energía en las raíces y frutos almidonados de las plantas terrestres", dice Hehemann. "Esto puede tener un gran impacto en el comportamiento alimenticio de los animales marinos, ya que la hora del día determina la cantidad de azúcar - y por lo tanto de energía - que los animales obtienen cuando comen".
En conjunto, estos hallazgos destacan el destacado papel ecológico y la función bioquímica de la laminarina de azúcar en el océano.
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