Laboratorio de Ecología Acuática Microbiana

La red trófica microbiana constituye la base de las redes tróficas marinas y es un componente clave de la llamada “bomba biológica de CO2”. La bomba biológica está constituida por el conjunto de procesos mediante los cuales, a partir de la incorporación del carbono atmosférico disuelto en el agua a través de la fotosíntesis, se produce la exportación del carbono en forma particulada hacia el fondo donde es inmovilizado por largos períodos. De esta manera, la bomba biológica representa un mecanismo de retroalimentación negativa para el calentamiento climático de origen antrópico. Las bacterias reciclan parte de la materia orgánica producida en la columna de agua, en el fondo del océano y la que ingresa a las zonas costeras desde los ecosistemas terrestres y actúan como eslabón intermedio entre el carbono orgánico disuelto y los niveles tróficos superiores través del llamado “bucle microbiano”. Por otra parte, los virus marinos mediante la lisis celular de bacterias y fitoplancton juegan un rol fundamental para los ciclos biogeoquímicos marinos. Al destruir las células y liberar el contenido del citoplasma al medio, implican una transferencia del pool de materia orgánica particulada al pool de materia orgánica disuelta retrasando su flujo hacia los niveles tróficos superiores, favoreciendo la producción heterótrofa (Malits & Weinbauer, 2009), y la respiración bacteriana (Bonilla-Findji et al., 2008, entre otros) y, finalmente, reduciendo la eficiencia de la “bomba biológica de carbono”.

En general, los ecosistemas marinos polares y subpolares se encuentran entre los de mayor sensibilidad a las modificaciones inducidas por el calentamiento global del clima. En este sentido, numerosos estudios para la zona antártica detallan la importancia de sus efectos sobre el fitoplancton y sus consecuencias para el funcionamiento del resto del ecosistema (Montes-Hugo et al. 2009; Schloss et al. 2014, entre otros). Mucho menos se conoce acerca de esta problemática en relación con el fitoplancton de las zonas sub-polares. Sin embargo, se sabe de la capacidad de la red trófica microbiana de cumplir diferentes roles funcionales lo que puede mejorar la flexibilidad ecológica de estos ecosistemas pelágicos en el contexto del calentamiento global. Es de fundamental importancia el estudio de las teleconexiones climáticas y biológicas entre ellos y con otros ecosistemas del planeta.

Entre los sistemas sub-polares, cabe destacar la Iniciativa gubernamental estratégica Pampa Azul en el área marina protegida Namuncurá-Banco Burdwood, (AMP N-BB), una meseta submarina oceánica y subpolar declarada e identificada como una de las regiones prioritarias para la investigación oceanográfica y ecológica en Argentina. Nuestro laboratorio participa de estas investigaciones acerca de la red microbiana en esta zona.

Los objetivos de los trabajos que se desarrollan en nuestro laboratorio son:

– Estudiar y comparar la dinámica del fitoplancton en términos de productividad primaria, biodiversidad y abundancia en dos ambientes de altas latitudes (caleta Potter, Islas Shetland del Sur, Antártida y Canal Beagle, Tierra del Fuego).

– Determinar experimentalmente los efectos del calentamiento del agua y del derretimiento glaciario en la zona del canal Beagle y su contraste con procesos similares en Antártida.

– Interpretar las respuestas del fitoplancton a los procesos climáticos globales (ENSO, SAM, calentamiento global).

– Estudiar las condiciones hidrográficas y meteorológicas que conducen a la formación de floraciones de algas tóxicas, tanto en aguas chilenas como argentinas del canal Beagle; contrastar la presencia de especies y efectos diferentes a ambos lados (argentino y chileno) del canal.

– Modelizar de la dinámica del fitoplancton, con énfasis en el estudio de las condiciones que favorecen las floraciones de algas potencialmente toxígenas y de las respuestas a perturbaciones antrópicas tales como el incremento de temperatura del aire (calentamiento global).

– Estudiar la red trófica microbiana planctónica con especial atención al papel de los virus bacteriófagos y nanoflagelados heterótrofos como reguladores de la biomasa y diversidad bacteriana y sus repercusiones en los flujos de materia orgánica disuelta y particulada.

 

– Determinar el funcionamiento de la red trófica microbiana planctónica y sus implicancias para los flujos biogeoquímicos en un laboratorio natural de sistemas marinos subpolares influidos por diferentes condiciones ambientales: El Canal Beagle de características semi-estuáricas y el AMP N/-BB, un ambiente netamente oceánico.

– Determinar la variación estacional y espacial del contenido en oxígeno junto a la estructura termohalina y las características químicas y biológicas de la columna de agua en el interior de la Bahía de Ushuaia (Tierra del Fuego) y sus repercusiones en la producción, actividad y diversidad bacteriana en el marco de un estudio de los forzantes y consecuencias de hipoxia costera.

– Estudiar el papel de los virus ambientales en ecosistemas lénticos (distintos tipos de lagunas de Tierra del Fuego y del humedal pampeano).