Un estudio del ICM-CSIC muestra por primera vez la concentración de los elementos en células individuales de fitoplancton

Un estudio publicado por investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (ICM)-CSIC en la revista Plos One muestra por primera vez la concentración de los elementos en células individuales de fitoplancton, incluyendo los llamados “elementos ligeros” (carbono, nitrógeno y oxígeno). En dicho estudio se analiza la composición elemental de dinoflagelados recogidos en diferentes zonas del litoral catalán.

“Los resultados indican que, a excepción de silicio y oxígeno en las diatomeas, la masa de todos los elementos no es una fracción constante del volumen celular, sino que más bien disminuye al aumentar el volumen de la célula”, explica Mariona Segura Noguera, investigadora Marie Skłodowska-Curie en la Universidad de Sheffield (Reino Unido) pero que en el momento del estudio estaba haciendo la tesis doctoral en el ICM. Además, según el ICM, los análisis confirman  que las diatomeas son significativamente menos densas en carbono en comparación con los dinoflagelados, y extienden esta tendencia al resto de elementos, excepto silicio. “Esto se debe a que las diatomeas poseen vacuolas intracelulares y utilizan silicio (un elemento abundante en el océano) para formar sus paredes celulares (frústulos). Como consecuencia, las diatomeas pueden alcanzar mayor tamaño, y, por tanto, evitar ser depredadas, pero manteniendo a la vez unas cuotas elementales bajas, proporcionando una clara ventaja ecológica sobre otros organismos del plancton”.

Este estudio, tal como destaca el ICM,  ha sido posible gracias al microanálisis de rayos X (XRMA), “una técnica que, a diferencia de los métodos usados hasta ahora, permite identificar y cuantificar simultáneamente la presencia de carbono, nitrógeno, oxígeno, magnesio, aluminio, silicio, fósforo, azufre, cloro, potasio y calcio en células individuales que pueden ser recogidos directamente del mar”.

José Manuel Fortuño, responsable del microscopio electrónico en el ICM, que ha puesto a punto la técnica junto a Segura Noguera, explica que “se trata de una técnica precisa para determinar las cuotas elementales de células individuales, de las que posteriormente se pueden derivar diferentes factores de conversión utilizados para comprender y modelizar ciclos biogeoquímicos”.

El estudio sugiere que el requerimiento de fósforo es mayor para bacterioplancton, seguido de dinoflagelados, y por último en las diatomeas, hecho que les confiere una clara ventaja ecológica en entornos pobres en fósforo como el Mar Mediterráneo. “Según nuestros resultados, la concentración de fósforo de las células del mismo género que crecieron bajo diferentes condiciones de nutrientes era la misma, lo que sugiere que la cuota de fósforo de estas células está en un nivel crítico", concluye Dolors Blasco, que dirigió la tesis doctoral de Mariona Segura.

Artículo de referencia: Mariona Segura-Noguera, Dolors Blasco, José Manuel Fortuño. “Taxonomic and Environmental Variability in the Elemental Composition and Stoichiometry of Individual Dinoflagellate and Diatom Cells from the NW Mediterranean Sea”, PLoS ONE 11(4): e0154050 (2016).