L8 Movilidad y agregaciones de fitoplancton por la turbulencia marina

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El fitoplancton marino influye en la abundancia y diversidad de organismos marinos, determina el funcionamiento de los ecosistemas y establece un límite máximo a la pesca

15 de julio, 2013. Instituto de Tecnología de Massachusetts. Los científicos han demostrado que la turbulencia marina ayuda o determina el destino del fitoplancton.

Se creía mucho que el fitoplancton era vagabundos pasivos del mar que no pueden desafiar incluso las corrientes más débiles, o los viajes por su propia voluntad.  En las últimas décadas, la investigación ha demostrado que muchas especies de estos microorganismos unicelulares pueden nadar, y lo hacen para optimizar la exposición de luz, evitar a los depredadores o acérquese a otros de su especie.

Ahora los científicos del MIT y la Universidad de Oxford han demostrado que la movilidad de fitoplancton también ayuda a determinar su destino con la turbulencia del océano.  En lugar de actuar para distribuir de manera uniforme como la física exigiría de pequeñas partículas mezclados en un fluido  los vórtices individuales que componen la turbulencia del océano son como mezcladores para el fitoplancton, con lo que las células similares en estrecha proximidad, mejorando potencialmente la reproducción sexual y otras actividades ecológicamente deseables.

En un artículo publicado en internet el 15 de julio en Nature Communications, William Durham de Oxford, Roman Stocker, del MIT y sus colaboradores mencionaron cómo en una escala de milímetros, el fitoplancton queda atrapado en parches acuosos en forma de espiral, quedando muy concentrados en el centro de la espiral. En el turbulento océano, donde la vida se forma continuamente, este proceso se repite, llevando a los microorganismos a una especie de “mezclador social”.

Los resultados van en contra del artículo publicado  porque la turbulencia es la forma más rápida de la mezcla de dos sustancias.  Si no fueron capaces de nadar, los microorganismos expuestos a un mar de vórtices se forman una distribución homogénea en el agua.  En cambio, el estudio muestra que la turbulencia hace que el fitoplancton forme cantidades concentradas de individuos.

El equipo de investigación que incluye estudiante graduado del MIT, Michael Barry, Eric Climent de la Universidad de Toulouse, Filippo De Lillo y Guido Boffetta de la Universidad de Torino y Massimo Cencini del Centro Nacional de Investigación de Italia representada por primera vez experimentos con fitoplancton en el laboratorio, y luego extendió sus observaciones a un turbulento océano con simulaciones de alta resolución realizadas en una supercomputadora.

Posible adaptación evolutiva

Para los experimentos, el equipo de investigadores construyo una caja transparente con forma de la letra H, formando una versión simplificada del mar, con agua que fluye hacia arriba a través de las barras verticales, la creación de dos vórtices dirigida hacia el interior dentro de la barra horizontal.  Cuando los investigadores agregaron Heterosigma akashiwo, una especie de microalga, los microorganismos Formaron  parches densos en los centros de los remolinos.  Para destacar el papel de la movilidad, los investigadores repitieron el experimento con microorganismos muertos, que la turbulencia distribuye uniformemente.

Esta simulación por ordenador imitaba la turbulencia del océano en una escala mayor, con más de 3 millones de  fitoplancton y muchos otros microrganismos que interactúan en la escala más pequeña de la turbulencia.  Se encontró que los parches aumentaron más de diez veces cuando se nadó en fitoplancton.  Y a medida que aumenta su velocidad, también lo hizo la incorporación de más organismos, lo que lleva a la conjetura de que en escalas de tiempo evolutivas, los microorganismos posiblemente desarrollaron la capacidad de adaptarse activamente su velocidad de natación para modular las interacciones con otros de la misma especie y con los depredadores.

Creo que este trabajo abre un amplio panorama de cuestiones evolutivas fascinantes, mencionó Simon Levin,  profesor George M. Moffett de Biología en La Universidad de Princeton.

La motilidad en turbulencia, es una propiedad emergente de la selección para los comportamientos que conducen a la agregación. Por supuesto, la agregación podría ser un subproducto en lugar de la meta, en el sentido de que los organismos están convergiendo en sus comportamientos individuales.      Pero la idea de que esto podría evolucionar porque los individuos se desempeñan mejor en grupos  a causa de la reproducción, la captura de recursos o de seguridad en la cantidad de consumidores.
Esto es aún una intriga.

Información obtenida de:

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130715070339.htm

 

William M. Durham, Eric Climent, Michael Barry, Filippo De Lillo, Guido Boffetta,

Massimo Cencini, Roman Stocker. Turbulence drives microscale patches of

motile phytoplankton. Nature Communications, 2013; 4 DOI:

10.1038/ncomms3148

 

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3 pensamientos en “L8 Movilidad y agregaciones de fitoplancton por la turbulencia marina

  1. Impresionante como cada organismo que hay, se adapta a todo lo que ocurra en su ambiente.

  2. Es algo sorprendente la manera en que se adaptan los organismos

  3. Que bueno que estos «seres» desarrollen este tipo de » proteccion» , espero que solo utilicen una metodo protector bueno para ellos y que no sea dañino par los demas.

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