Ecosistemas HNLC High Nutrient Low Chlorophyll

Zonas HNLC en el mundo ~ 1/3 del océano tiene exceso de nutrientes pero la biomasa de fitoplancton es baja Southern Pacific

No importando que factores limitan la utilización de los nutrientes tiene importantes consecuencias biológicas Estos procesos limitan la Producción Nueva y la exportación de carbón al océano profundo.

Bloom Primaveral del Atlántico Norte

Pacifico Norte Subártico

Que limita la acumulación de fitoplancton en grandes regiones del océano?  H1: Limitación por luz (mezcla profunda)  H2: Biomasa se mantiene baja por un pastoreo intenso.  H3: Asimilación de Nitrato es inhibida por la asimilación de amonio.  H4: Crecimiento del fitoplancton es limitado por la disponibilidad de ciertos nutrientes específicos.

Recuerdan la Profundidad Critica? CAPA DE MEZCLA PROFUNDA CAPA DE MEZCLA SOMERA H1: Mezcla profunda resulta en limitación por luz

Sverdrup y la Profundidad Critica  En las regiones polares las bajas temperaturas y fuertes vientos resultan en una mezcla profunda;  En el Pacifico Norte y Pacifico Ecuatorial no ocurre mezcla con profundidades > 120m como ocurre en otras zonas donde se da una disminución en nutrientes. Conclusión: aunque la limitación por luz puede ser importante en algunas regiones HNLC, solamente la luz NO EXPLICA la falta de consumo de los nutrientes.

H2: La cadena trófica controla la biomasa de fitoplancton – herbívoros mantienen la biomasa en niveles bajos, permiten que los nutrientes se acumulen.

Fuerte relación entre crecimiento y pastoreo En el Pacifico Subartico y Pacifico Ecuatorial Este, evidencia de control por pastoreo

Recordar: Producción = tasa de crecimiento * biomasa P=  B Si el pastoreo reduce la biomasa, la producción disminuye (aunque las tasas de crecimiento aumenten). Por lo tanto al pastoreo puede controlar directamente la producción.

Fe  El hierro es esencial para la vida: se requiere para la síntesis de la clorofila, es parte de los citocromos (Ciclo de Calvin), necesario para la utilización del nitrato (nitrato retuctasa), esencial para la fijación del N 2 (nitrogenasa).  Altamente insoluble en el agua de mar oxigenada, por lo tanto precipita muy fácilmente.  Zonas alejadas de las plataformas continentales la entrada principal de Fe ocurre por la vía atmosférica o por surgencia.

Evidencias sugieren que los cambios en la [Fe] tiene influencia sobre las concentraciones de CO 2 atmosférico. Variaciones glaciares-interglaciares en CO 2 demuestran una relación inversa con la disponibilidad de Fe en el agua de mar.

La «Hipótesis del Hierro», John Martin

Vientos del desierto como fuente de Fe

Origen?

Flujo de polvo del desierto y distribución de NO 3 (  M) en los océanos

Solución: fertilización a mesoescala (100s de km) para ver respuesta a nivel de comunidad LO IDEAL Comunidades de fitoplancton recuperan biomasas históricas, recuperan pesquerías y capturan grandes cantidades de carbono. LO IDEAL Comunidades de fitoplancton recuperan biomasas históricas, recuperan pesquerías y capturan grandes cantidades de carbono. EL TEMOR Hierro promueve la falta de oxigeno en aguas profundas, alteración de la cadena trofica, promueve proliferación de especies tóxicas, CO 2 vuelve a resurgir. EL TEMOR Hierro promueve la falta de oxigeno en aguas profundas, alteración de la cadena trofica, promueve proliferación de especies tóxicas, CO 2 vuelve a resurgir.

Islas Galápagos: IronEX I

Que pasó? La Chla aumento en la mancha y a lo largo del movimiento de esta, pero no hubo un consumo fuerte de NO 3 durante el experimento. Preguntas: El Fe no es el único nutriente limitante? Pastoreo? Después del 4to día la mancha se hundió por debajo de un frente salino. La Chla aumento en la mancha y a lo largo del movimiento de esta, pero no hubo un consumo fuerte de NO 3 durante el experimento. Preguntas: El Fe no es el único nutriente limitante? Pastoreo? Después del 4to día la mancha se hundió por debajo de un frente salino.

IronEX II: Pacifico Ecuatorial (Junio 1995)

IronEX II: Cambio de cianobacterias a diatomeas El aumento en la Chla dentro de la mancha de Fe se da por incremento en crecimiento de diatomeas Landry et al., 2000

12 experimentos de mesoescala en > 10 años NO 3 Mmol m -3 +Fe (HNLC) Alto Fe +Fe (LNLC)

Blooms tan extensos que pueden ser vistos desde el espacio SERIES (Pacifico Norte Subartico) SOIREE (Southern Ocean)

Conclusiones  La condición HNLC se mantiene debido al bajo suplemento de Fe que limita el crecimiento del fitoplancton y/o al pastoreo.  Bajas [Fe] favorecen las pequeñas células (picoplancton).  El crecimiento del picoplancton también es limitado por el Fe pero en menor grado que a las células grandes.  El pastoreo por el microzooplancton mantiene baja la biomasa además de favorecer un ambiente de regeneración (uso de NH + 4 ).