Las microalgas son responsables de gran parte del oxígeno que respiramos y del secuestro de carbono en los océanos. Sin embargo, solo pueden realizar fotosíntesis durante el día. ¿Cómo logran mantenerse activas cuando llega la noche o las nubes cubren el cielo? Un estudio reciente responde a esta incógnita, revelando estrategias fisiológicas que les permiten igualar su crecimiento a lo largo del ciclo diario.
Más allá de lo que dicen los modelos
Hasta ahora, los modelos computacionales asumían que las microalgas solo captaban recursos y crecían mientras recibían luz solar. Pero la realidad es distinta. Los experimentos mostraron que, en días más cortos, las algas compensan con mayor rapidez su fotosíntesis diurna, acumulando reservas de carbono que después utilizan para sostener su metabolismo durante la noche.
Los investigadores observaron que el carbono captado en exceso se canaliza hacia un “banco intermedio” de metabolitos. Estas reservas alimentan los procesos de crecimiento celular a lo largo de las 24 horas, aunque existe un límite interno, probablemente ligado a la replicación del ADN y otros eventos del ciclo celular.
Esto es una microalga protista unicelular del género Phacus. Se encuentra en aguas dulces y sintetiza sus propios azúcares usando la luz solar y el CO2. ¿Ven el punto rojo cerca del flagelo? Es la mancha ocular, un fotorreceptor para detectar la luz. 🔬#microbiología #biología pic.twitter.com/ODFB7w0CnU
— Rafa Sⲫlana (@rafaelsolana2) June 29, 2021
Una simulación con vida propia
Para poner a prueba esta hipótesis, Kevin Flynn y Andrew Yu Morozov desarrollaron un modelo que introduce bucles de retroalimentación, algo poco habitual en las simulaciones tradicionales. El sistema divide el carbono en dos grandes grupos: metabolitos intermedios para almacenamiento temporal y un núcleo estructural destinado a construir la célula.
Con esta aproximación, los científicos lograron reproducir los resultados experimentales. El modelo demostró que la estrategia depende de tres factores: la tasa máxima de crecimiento posible de cada organismo, el tamaño de su depósito intermedio y la duración del día.
Ventajas y riesgos del almacenamiento
Las especies de crecimiento rápido, como las diatomeas, poseen espacio adicional para almacenar carbono y aprovecharlo en periodos oscuros. Esta capacidad les otorga una ventaja competitiva, pero también supone un costo: construir y mantener los depósitos exige energía, y las fugas de metabolitos pueden atraer a depredadores microscópicos.
Este delicado equilibrio ayuda a explicar la biodiversidad marina y por qué algunas especies dominan en ciertas estaciones o latitudes. También anticipa cómo los cambios climáticos, que alteran la duración de los días y la disponibilidad de luz, podrían remodelar las comunidades de fitoplancton en distintas regiones.
Claves para comprender el océano
“El estudio demuestra que el plancton gestiona sus recursos no solo en función de la luz solar, sino también de sus reservas internas”, resumió Flynn. Esta visión más precisa permitirá entender mejor cómo se sostiene la producción primaria en los océanos y, con ella, las redes tróficas y los ciclos biogeoquímicos del planeta.
Fuente: Meteored.
