Calcificación de los cocolitóforos,dinámica del ciclo de la vida y respuesta de la diversidad a un mar mediterráneo que se calienta y acidifica

Resumen

Esta tesis se llevó a cabo bajo el proyecto “Acidificación oceánica del Mediterráneo europeo en un clima cambiante (MedSeA, por sus siglas en inglés)”, financiado por la Comisión Europea en el marco del Programa 7 (http://medsea-project.eu, número 265103). El proyecto MedSeA estimuló la investigación sobre el efecto combinado del calentamiento de los océanos y la acidificación en la biogeoquímica y los ecosistemas mediterráneos. La presente tesis se centra en los coccolitóforos, un grupo de fitoplancton calcificante fuertemente conectado al clima global a través del ciclo del carbono. Ambos estadios de vida calcificados (heterococolitóforos y holococolitóforos) de estas algas unicelulares se encuentran comúnmente en el Mar Mediterráneo. Aquí, la comunidad en general presenta un alto grado de diversidad de especies, aparentemente más alto que en el Mar Rojo adyacente y el Océano Atlántico. Por otra parte, el Mar Mediterráneo es un área sometida a fuertes oscilaciones estacionales ambientales y presiones antropogénicas. El Mar Mediterráneo està considerado un "punto caliente" para el cambio climático, estando entre las regiones oceánicas bajo un calentamiento y acidificación más rápidos. Se espera que estos procesos provoquen no sólo un aumento de las temperaturas y cambios en el sistema del carbonato, sino también intensificar la estratificación de la columna de agua. Se prevé que tales cambios ambientales influirán en las poblaciones de cocolitóforos, de formas que aún no se entienden. Esta tesis contribuye a la comprensión de las respuestas de los cocolitóforos a un Mar Mediterráneo cambiante basada en i) muestras de agua recogidas a lo largo de un transecto O-E durante el “MedSeA Ocean Research Cruise” (crucero de investigación oceánica de MedSeA) (https://medseaocancruise.wordpress.com), que capturó su población regional y diversidad (Capítulos II, III, IV); y ii) muestras de agua colectadas durante el experimento de mesocosmos “MedSeA Crete” (https://medseacrete2013.wordpress.com), que probó los efectos combinados del calentamiento oceánico y de la acidificación en el ecosistema pelágico oligotrófico del Mediterráneo Oriental bajo limitación de nutrientes (Capítulo V). Estos dos conjuntos de observaciones permitieron el examen de varios aspectos de la población de cocolitóforos, tales como: i) la masa media del cocolito de Emiliania huxleyi, su distribución y los principales controles morfológicos / ambientales (Capítulo II); ii) las abundancias absolutas de heterococolitóforo y holococolitóforo, sus distribuciones relativas, patrones de diversidad y hipotéticos desencadenantes de las transformaciones de la fase de vida (Capítulo III y IV); y iii) la variabilidad en la abundancia absoluta de la población total de cocolitóforos, heterococolitóforos y holococolitóforos totales, y de las especies predominantes (E. huxleyi, Rhabdosphaera spp.) en la comunidad de cocolitóforos bajo calentamiento y acidificación en un entorno oligotrófico (Capítulo V). En general, los resultados presentados en esta tesis sugieren que los cocolitóforos que habitan el Mar Mediterráneo serán influenciados de diversas maneras por las perturbaciones ambientales proyectadas: la masa promedio del cocolito de E. huxleyi cambiará, siguiendo cambios futuros en la proporción de las variedades de calcificación y probablemente causando cambios en la producción y exportación de carbonato en el Mar Mediterráneo; la fase haploide podría ser favorecida sobre la fase diploide en muchas especies de cocolitóforos, aumentando en última instancia la proporción de los holo- sobre los hetero-cocolitóforos y la diversidad de los holococolitóforos; en el Mediterráneo Oriental, el calentamiento y la limitación de nutrientes, antes que la acidificación, tienden a reducir la población total de cocolitóforos, aunque los crecimientos óptimos específicos de las especies y cepas pueden modular esta respuesta.