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TEORÍA METABÓLICA
Los diversidad de organismos en los océanos es fascinante, desde bacterias capaces de
dividirse cada pocas horas, hasta grandes cetáceos que viven cerca de 100 años. Cuanto
más grande es un organismo, más tiempo vive. Curiosamente el número total de latidos de
corazón a lo largo de la vida de un pez pequeño y de una ballena es aproximadamente el
mismo (cerca de un billón), el pez pequeño tan solo los usa más rápidamente. Lo mismo
sucede con la temperatura corporal, cuanto más alta es, más rápido se consume la energía, y
por tanto se crece a más velocidad pero se vive menos tiempo. Científicos de todo el mundo
llevan más de un siglo preguntándose por que se producen estas relaciones y cual es su
explicación teórica. Por ejemplo, explicar porque un organismo que pesa 100 veces más
que otro no vive 100 veces más tiempo sino aproximadamente tres veces más (la raiz cuarta
de 100) no es sencillo. El hecho de que una multitud de procesos biológicos, desde el
tiempo de vida hasta la tasa de respiración, dependen del peso corporal elevado a un
exponente múltiplo de ¼ ha llevado a muchos rompederos de cabeza. El que sea ¼ y no
otro valor no es una consecuencia del azar. El llegar a la explicación adecuada no es un
problema banal, cuestiones tan importantes como porque la biodiversidad aumenta desde
los polos al ecuador, porque las comunidades dominadas por organismos de menor tamaño
presentan un mayor numero total de organismos o predecir las consecuencias que cambios
climáticos pudieran tener sobre la biodiversidad en los océanos están directamente
relacionadas con como afecta la temperatura o el peso corporal a los diferentes organismos.
Por todos es conocido el importante papel que juegan nuestros bosques en relación al
cambio climático global. Mediante la fotosíntesis, las plantas fijan CO2 convirtiéndolo en
materia orgánica y por tanto reducen sus concentraciones en la atmósfera. Al ser el CO2
uno de los gases de efecto invernadero más importantes, esta actividad de las plantas
disminuye su concentración en la atmósfera y alivia en cierto modo los efectos que la
actividad humana tiene sobre el calentamiento global.
En los océanos sucede una situación similar, salvo que en este caso las plantas son
organismos microscópicos, conocidos como fitoplancton, que también realizan la
fotosíntesis fijando el CO2 disuelto en los océanos, de una manera similar a las plantas
terrestres, como si se tratase de un gran bosque sumergido e invisible.
En los ecosistemas terrestres también existen organismos que no fotosintetizan (p.ej los
animales), y por tanto no fijan CO2, sino que al respirar emiten CO2 a la atmósfera. Es el
balance entre la fijación neta de CO2 por las plantas y la respiración de plantas y animales
lo que determina la cantidad de CO2 final que un ecosistema es capaz de capturar.
De nuevo, en los océanos, existen también organismos que no fotosintetizan tales como las
bacterias y el zooplancton. Estos organismos solo respiran emitiendo CO2. Esta respiración
puede llegar a ser tan importante que, aunque a escala global los océanos puedan llegar a
ser considerados un "sumidero" de carbono, es decir, retiran CO2 atmosférico al fijarlo en la
materia orgánica, hay zonas donde la respiración supera la cantidad de CO2 fijada por el
fitoplancton siendo el balance neto negativo, es decir, esas comunidades oceánicas serían
una fuente de CO2.
En nuestro trabajo desarrollamos una teoría que explica como cambios en la temperatura
ambiental afectan a la respiración y a la fotosíntesis de los organismos planctónicos
marinos. Esta teoría, conocida como teoría metabólica de la ecología, predice que ante un
aumento de la temperatura tanto la respiración como la fotosíntesis van a aumentar, pero la
respiración aumentará más que la fotosíntesis. Con lo cual, la diferencia entre fotosíntesis y
respiración será menor y la cantidad de CO2 neta fijada por los océanos disminuirá. En
nuestro estudio probamos que estas predicciones de nuestra teoría se cumplen cuando
analizamos los datos recogidos por muestreos oceanográficos realizados desde los polos al
ecuador.
Este novedoso resultado tiene importantes implicaciones para el estudio y la predicción de
la respuesta de los océanos al calentamiento global. Según nuestra teoría, ante un futuro
aumento de las temperaturas los océanos irán progresivamente capturando menos CO2. Por
tanto serían un sumidero de CO2 cada vez menos importante, agravando por tanto el efecto
invernadero y el calentamiento global. Usando escenarios de cambio climático
desarrollados por el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) realizamos unos
cálculos preliminares de como variará este balance entre respiración y fotosíntesis en los
océanos durante los próximos cien años llegando a la conclusión de que este efecto puede
ser de una magnitud relevante.
Nuestra teoría tiene por tanto una utilidad esencial en el desarrollo de modelos de
predicción del cambio climático, ya que nuestros cálculos sugieren que la incorporación de
estos efectos en los modelos actuales podría modificar las predicciones que tenemos en la
actualidad. El desarrollo de estas predicciones se lleva a cabo mediante complejos modelos
que sintetizan el efecto de numerosos factores. Lo que nuestro trabajo sugiere es que
futuros modelos deberán incorporar esta respuesta diferencial de las plantas y los
organismos no fotosintetizadores a aumentos en la temperatura.
Este estudio ha sido dirigido por el Dr. Ángel López-Urrutia , investigador del Centro
Oceanográfico de Gijón, perteneciente al Instituto Español de Oceanografía, junto con sus
coautores el Dr Xabier Irigoien investigador del AZTI - Tecnalia del País Vasco y los Drs
Roger Harris y Elena San Martin del Plymouth Marine Laboratory del Reino Unido.