¿Dónde están las llaves?

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¿Qué hay en el fondo del mar? Los sedimentos que forman los fondos de los mares y océanos están repletos de restos de organismos minúsculos que una vez vivieron flotando en sus aguas y que no solo resultan ser de una inusitada belleza, sino que además tienen una tremenda utilidad científica.

TEXTO POR MARTA PÉREZ-FOLGADO
ILUSTRADO POR ÁNGELA ALCALÁ ALCALDE
ARTÍCULOS
BIOLOGÍA | OCÉANOS
9 de Abril de 2015

Todos sabemos dónde están las llaves: en el fondo del mar, dice la canción popular precedido de un matarilerilerile. Una cuestión muy interesante, mucho más si la ponemos en inglés: “key” vale para “llave” pero también para “clave”, es decir puerta de entrada a algo, solución a un acertijo. Y es que el fondo del mar guarda la clave, la respuesta a muchas preguntas, algunas no contestadas hasta tiempos recientes.

Y bien, ¿qué hay en el fondo del mar? Fundamentalmente barro. Aunque si le echamos un vistazo más de cerca veremos que puede ser mucho más interesante que simple cieno.

Para empezar, parte de los sedimentos del fondo de los océanos son terrígenos, es decir generados en los continentes o islas (en tierra firme) y transportados de una u otra manera al fondo. Son mucho más abundantes cerca de la costa y su presencia disminuye mucho (y el tamaño de los granos que lo forman) una vez que pasamos el talud continental y llegamos a las profundidades abisales.

Y es que el fondo del mar guarda la clave, la respuesta a muchas preguntas, algunas no contestadas hasta tiempos recientes

Otra parte son sedimentos biogénicos formados por restos de esqueletos y caparazones de organismos que una vez estuvieron vivos. Estos restos pueden ser de conchas, huesos, dientes y otras partes duras de una gran variedad de organismos, desde delicadas algas unicelulares a gigantescas ballenas. La inmensa mayoría (especialmente los generados en mar abierto) pasaría desapercibido a nuestros ojos, aunque tuviéramos delante un puñado de este limo marino, ya que se trata de restos microscópicos. Vamos a centrarnos en estos restos biogénicos diminutos para tratar de explicar qué aspecto tienen, qué tipo de organismos los generan y por qué son tan interesantes.

La mayoría de ellos son seres planctónicos, viven flotando en los primeros metros de la columna de agua y fabrican sus caparazones extrayendo del agua del mar los elementos químicos que necesitan para formarlos. Cuando mueren el caparazón cae al fondo. Los científicos son capaces, estudiando estos microfósiles, de reconstruir las condiciones superficiales del agua del mar en la que vivió el organismo (por ejemplo la temperatura), de manera que del análisis de los sedimentos del fondo de los océanos se pueden hacer reconstrucciones climáticas del pasado geológico y, lo que es aún mejor, incluirlas en los modelos informáticos que intentan simular qué pasará con el cambio climático global en el futuro.

Los científicos son capaces, estudiando estos microfósiles, de reconstruir las condiciones superficiales del agua del mar en la que vivió el organismo

Pero para ello primero deben alcanzar el fondo. Y no es tarea fácil: a una única concha le podría llevar entre diez y cincuenta años alcanzar las profundidades abisales, eso si no se disuelve antes. Durante ese tiempo, la más mínima corriente horizontal puede desviar lateralmente la concha cientos de kilómetros, de forma que se acabaría depositando mucho más lejos, y ya no reflejaría las condiciones superficiales. Afortunadamente solo una pequeñísima parte usa esta ruta. La mayoría de las partículas que alcanzan el fondo lo hacen en forma de pellets fecales, producidos por animales que se alimentan de las algas y protozoos planctónicos, digieren los tejidos y expulsan las partes duras. Los pellets están repletos de estos restos biogénicos y aunque son también pequeños caen mucho más rápido, y en diez o quince días alcanzan el fondo. Allí se descomponen y dejan su carga inorgánica.

Esta materia inorgánica que forma los caparazones es fundamentalmente de dos tipos: sílice (SiO2), muchas veces en forma de ópalo, y carbonato de calcio en forma de calcita (CaCO3). Los principales grupos biológicos del plancton con esqueleto silíceo son las diatomeas y los radiolarios, ambos de una excepcional belleza. En cuanto a los organismos con esqueleto calcáreo, de nuevo hay dos grandes grupos: los foraminíferos y los cocolitofóridos, también espectaculares en sus formas.

Diatomea (diámetro 70µm) rodeada de cocolitos. Ambos representantes del plancton autótrofo.
Diatomea (diámetro 70µm) rodeada de cocolitos. Ambos representantes del plancton autótrofo. Fuente: Fotografía de microscopio electrónico

Las diatomeas son algas unicelulares, y por tanto fotosintéticas. Necesitan una buena dosis de luz solar para prosperar, de forma que viven únicamente en los primeros metros de la columna de agua. La mayoría tienen un esqueleto silíceo formado por dos partes que encajan entre sí, como una placa de Petri, o una caja de zapatos (diatoma significa en griego “partido por la mitad”). Este esqueleto está repleto de pequeños poros con intrincados diseños, a través de los cuales la célula se comunica con el exterior. En palabras de Charles Darwin:

Pocos objetos más hermosos que los diminutos contenedores silíceos de las diatomeas: ¿fueron acaso creados para ser examinados y admirados en virtud de las facultades superiores del microscopio?” (Charles Darwin, 1872).

Diferentes esqueletos de radiolarios, aumentados 250 veces
Diferentes esqueletos de radiolarios, aumentados 250 veces Fuente: Fotografía de microscopio electrónico.

Los radiolarios son protozoos unicelulares con un esqueleto silíceo de aspecto reticulado, en el que son bastante evidentes las espinas (o radios) que le dan nombre. Suelen tener una simetría muy bien desarrollada, tanto que podrían parecer delicados copos de nieve marina. Son heterótrofos, no hacen la fotosíntesis y por tanto no necesitarían vivir cerca de la superficie pero es allí donde consiguen el alimento en la cadena trófica iniciada (entre otros) por las diatomeas.

Si nos fijamos con cuidado, podremos ver un fotograma con radiolarios en la cabecera de la conocida serie The Big Bang Theory

Conchas de foraminíferos planctónicos extraídas de sedimentos oceánicos del Mar Caribe. El tamaño medio de las conchas es 0,5mm.
Conchas de foraminíferos planctónicos extraídas de sedimentos oceánicos del Mar Caribe. El tamaño medio de las conchas es 0,5mm. Fuente: Universidad de Bremen.

Los foraminíferos son protozoos unicelulares que viven tanto flotando (plantónicos) como en el fondo del océano (bentónicos). En relación con el resto pueden llegar a ser bastante grandes, incluso visibles sin necesidad de microscopio. Tienen una concha calcárea segmentada, con cámaras y una apertura terminal. Son heterótrofos, se alimentan de otros organismos y algunos pueden llegar a ser grandes depredadores.

Emiliania huxleyi, uno de los cocolitofóridos más abundantes
Emiliania huxleyi, uno de los cocolitofóridos más abundantes Fuente: Fotografía de microscopio electrónico realizada por Jeremy Young.

Los cocolitofóridos son algas unicelulares planctónicas que producen unas pequeñísimas placas o escudos (llamados cocolitos) de carbonato de calcio que se superponen entre ellas formando una estructura esférica en el interior de la cual vive el alga. Son mucho más pequeños que las diatomeas (con las que vive en las zonas cercanas a la superficie), por lo que a veces a este grupo se le denomina “nanoplancton”. Cuando el organismo muere, la esfera se disgrega de forma que lo habitual es encontrar en los sedimentos los cocolitos sueltos.

En las circunstancias adecuadas, todos estos organismos se acumulan en grandes masas en el fondo, formando los llamados “fangos” (ooze en inglés). En el registro geológico es fácil encontrar rocas derivadas de estos fangos biogénicos, señal de que estos procesos llevan sucediendo millones de años sobre el planeta. La creta (chalk en inglés) es un fango de cocolitos litificado y aparece de forma tan común en sedimentos mesozoicos que dio nombre al periodo Cretácico. Los blancos acantilados del sur de Inglaterra, como los de Dover o las Seven Sisters, están formados por creta. Entre sus usos estaba hasta hace poco la fabricación de tiza. La diatomita (o tierra de diatomeas) es una roca sedimentaria muy blanca formada por millones de caparazones de diatomeas y arcilla. Es una roca muy ligera, resistente a las altas temperaturas y con excelentes propiedades filtradoras y absorbentes, por lo cual tiene abundantes y muy variados usos, desde filtros para piscinas a piezas para los trasbordadores espaciales.

Sin embargo, los sedimentos biogénicos no están uniformemente distribuidos por el fondo del océano. En ese limo pelágico no se encuentran todos los tipos de organismos vistos ni en las mismas proporciones sino que su presencia o ausencia depende del balance entre la productividad y la destrucción.

La productividad tiene que ver con el número de individuos que viven en las aguas superficiales: a mayor número más posibilidades de conservación en el fondo en forma de fangos silíceos o carbonatados. Las zonas de mayor productividad primaria en los océanos producen cantidades inmensas de fitoplancton (iniciando así la cadena trófica) que a veces pueden ser vistas desde satélites pues dan un aspecto verde brillante a las aguas. Se calcula que el fitoplancton produce la mitad del oxígeno que respiramos, para que nos demos cuenta de su importancia.

Otro de los problemas es la destrucción: la disolución de las conchas, tanto en la columna de agua como en el fondo. El agua oceánica está subsaturada en sílice a cualquier profundidad, así que cualquier concha silícea tenderá a disolverse lentamente una vez muerto su dueño. La mejor oportunidad que tienen es acumularse más rápido que la velocidad de disolución: si acaban cayendo muchas conchas juntas (la mayoría en forma de pellets fecales, eso no cambia) unas acabarán protegiendo a las otras de la disolución. Esto es lo que sucede debajo de los florecimientos de fitoplancton antes mencionados. La historia para las conchas carbonatadas es algo diferente: las aguas superficiales están saturadas en carbonato de calcio, así que las conchas allí no se destruyen. Pero en el océano profundo las presiones más altas y la mayor presencia de dióxido de carbono disuelto acidifica las aguas y el material carbonatado se disuelve. La disolución del carbonato comienza a partir de una zona llamada lisoclina y a partir de la llamada Profundidad de Compensación de la Calcita (CCD – Calcite Compensantion Depth, a unos 4 500 m de profundidad de media) no queda ni rastro de calcita.

Parte de la labor científica de los micropaleontólogos y paleoceanógrafos que analizan los sedimentos oceánicos es discriminar la importancia de estos dos factores (producción y disolución) a la hora de interpretar el registro obtenido del fondo marino. De los interesantes resultados obtenidos a partir de dichas interpretaciones hablaremos en otro momento.

REFERENCIAS

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