El oxígeno que respiras depende de un pequeño ingrediente del océano

El oxígeno que respiramos proviene en gran medida de las algas microscópicas que habitan en los océanos. Estas algas, conocidas como fitoplancton, dependen de un nutriente esencial: el hierro. Un estudio reciente de la Universidad de Rutgers, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, profundizó en cómo este proceso vital se ve afectado por la disponibilidad de hierro y las implicaciones que esto tiene para la vida en la Tierra.

El papel del hierro en la producción de oxígeno

Las algas marinas son fundamentales en la base de las cadenas alimentarias oceánicas. El hierro, un micronutriente vital, es necesario para su crecimiento y funcionamiento. Este mineral llega a los océanos principalmente a través de polvo transportado por el aire desde desiertos y regiones áridas, así como por el agua de deshielo de glaciares.

El investigador Paul G. Falkowski, quien ocupa la cátedra Bennett L. Smith en la Universidad de Rutgers, afirmó: "Cada respiración que tomas incluye oxígeno del océano, liberado por el fitoplancton. Nuestra investigación demuestra que el hierro es un factor limitante en la capacidad del fitoplancton para producir oxígeno en vastas regiones del océano".

Cuando el hierro escasea, la fotosíntesis se ralentiza o se detiene. Este proceso convierte la energía lumínica en energía química, liberando oxígeno. Si la fotosíntesis se ve afectada, el fitoplancton crece más lentamente, captura menos luz solar y elimina menos dióxido de carbono de la atmósfera.

Cambio climático y sus efectos en la vida marina

El cambio climático está alterando los patrones de circulación oceánica y reduciendo la cantidad de hierro que llega al mar. Aunque esto no impedirá que los humanos respiren, podría tener graves consecuencias para los ecosistemas marinos. Según Falkowski, "el fitoplancton es la fuente principal de alimento para el krill, que a su vez es el alimento básico en el Océano Austral para casi todos los animales, incluidos pingüinos, focas, morsas y ballenas". La disminución de los niveles de hierro y, por ende, de la disponibilidad de alimento para estos animales, podría resultar en una reducción de sus poblaciones.

Investigaciones en condiciones reales

Para comprender mejor cómo se desarrolla la fotosíntesis en el océano abierto, la autora principal Heshani Pupulewatte, asistente de investigación de posgrado en el Departamento de Química y Biología Química, pasó 37 días en el mar en 2023 y 2024. A bordo de un barco de investigación británico, navegó por el Océano Atlántico Sur y el Océano Austral, desde la costa de Sudáfrica hasta el borde de la zona de hielo del giro de Weddell y de regreso.

Pupulewatte utilizó fluorómetros personalizados para medir la fluorescencia, que refleja la energía liberada por el fitoplancton durante la fotosíntesis. También añadió nutrientes a las muestras recolectadas para observar si la fotosíntesis podía reiniciarse.

Los resultados mostraron que cuando el hierro es escaso, hasta el 25% de las proteínas que capturan luz se desconectan de las estructuras que convierten esa energía en formas químicas utilizables. Esta desconexión reduce la eficiencia con la que el fitoplancton puede utilizar la luz solar. Cuando el hierro vuelve a estar disponible, las algas pueden reconectar estos sistemas, mejorando el uso de energía y apoyando su crecimiento.

Comprender cómo el hierro controla la fotosíntesis a nivel molecular podría ayudar a los investigadores a anticipar mejor los cambios en la productividad oceánica y las alteraciones en el ciclo global del carbono.

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