Spatial and temporal variability of primary production and respiration in marine microbial plankton

Resumo

El estudio de la escala de variabilidad del metabolismo planctónico permite poder inferir e identificar patrones relevantes, requerimiento básico para comprender los procesos subyacentes y poder establecer modelos para predecir las posibles respuestas de las comunidades planctónicas ante variaciones ambientales. Este trabajo está centrado en el estudio de la variabilidad de la producción primaria bruta (GPP, de sus siglas en inglés Gross Primary Production), respiración del plancton (CR, de sus siglas en inglés Community Respiration) y el balance entre ellos (producción neta de la comunidad, NCP, de sus siglas en inglés Net Primary Production) en escalas de tiempo cortas (de horas a días) y escalas espaciales pequeñas medianas (varios km a miles de km). La aplicación de nuevos sensores de oxígeno que permiten medir cambios de concentración del oxígeno disuelto en una masa de agua hace que se pueda reducir el tiempo de incubación necesario para las estimas del metabolismo planctónico (medido normalmente en incubaciones de 24h). En este trabajo se demuestra la aplicabilidad de estas nuevas tecnologías en comunidades de plancton natural, obteniendo resultados significativamente no diferentes a las medidas tradicionales de incubaciones con botellas claras/oscuras. Además, estas nuevas técnicas permiten realizar estudios sobre la linealidad de las tasas de respiración planctónica, ya que registran en continuo la variación de la concentración de oxígeno disuelto en el agua. Así, estudios pertenecientes a este trabajo demuestran que las comunidades planctónicas de la Ría de Vigo recolectadas en 5 momentos puntuales del año mostraron una respiración lineal a lo largo de las 24 primeras horas de incubación. Asimismo, se comprobaron distintos sesgos potenciales relacionados con el método de incubación con botellas claras/ oscuras no encontrándose evidencias de la existencia de errores asociados al volumen de botella ni al efecto botella. Los estudios de variabilidad del metabolismo planctónico a dos escalas diferentes (decenas de kilómetros y miles de kilómetros) demostraron que la relación entre la producción primaria bruta y la respiración de la comunidad depende del sistema de estudio. Mientras que en estudios de pequeña escala el metabolismo planctónico se encontraba en una situación de autotrofía neta/balance metabólico (NCP>0), con un fuerte acoplamiento entre GPP:CR en una gran escala de rangos, los estudios de gran escala mostraron una gran variabilidad en los datos de producción primaria bruta y unos datos de respiración más homogéneos, encontrándose en este caso las poblaciones estudiadas en situaciones de autotrofía neta (NCP>>0). El estudio de la respiración fraccionada por diversos tamaños (>0.8 µm y 0.8-0.2 µm) mostró una contribución de las bacterias muy variable, con valores medios del orden de 24-30%. En este trabajo se muestra como la estructura de tamaños no sólo afecta a la producción primaria, sino que también a la respiración de los diferentes grupos de tamaño que componen las comunidades planctónicas.