El contraintuitivo acoplamiento carbono-nutrientes en un ecosistema pelágico del Ártico

Área de la Ciencia:

• La biogeoquímica marina es la biogeoquímica marina.
• Ecología microbiana ecología microbiana.
• Ciclo del carbono del océano Ciclo del carbono del océano

Sus antecedentes:

• Predecir el papel del ciclo del carbono en el océano requiere comprender el acoplamiento estequiométrico en los procesos biogeoquímicos.
• Un mundo con alto contenido de CO2 puede aumentar la relación carbono/nitrógeno de la materia orgánica disuelta, pero su impacto depende de la mineralización.
• El destino del carbono orgánico en los ecosistemas marinos está vinculado a la dinámica de la red alimenticia microbiana.

Objetivo del estudio:

• Para investigar cómo el carbono orgánico degradable afecta a los ecosistemas pelágicos del Ártico.
• Determinar la influencia del estado de la red alimenticia microbiana en el destino y la acumulación de carbono orgánico.
• Comprender el acoplamiento estequiométrico entre el carbono y los nutrientes minerales en procesos autotróficos y heterotróficos.

Principales métodos:

• Estudio de campo en un ecosistema pelágico ártico.
• Manipulación de los niveles de carbono orgánico degradable.
• Monitoreo de los estados de la red alimenticia microbiana, las tasas de crecimiento bacteriano y la limitación de nutrientes.

Principales resultados:

• Cuando las bacterias estaban limitadas en nutrientes minerales, se acumuló carbono orgánico agregado.
• Cuando las bacterias estaban limitadas al carbono orgánico, el carbono orgánico agregado disminuyó la biomasa y la actividad del fitoplancton.
• Esto condujo a una reducción de la acumulación total de carbono orgánico, un efecto contraintuitivo de "más carbono produce menos carbono", especialmente en sistemas ricos en diatomeas.

Conclusiones:

• El estado de la red alimenticia microbiana controla críticamente el destino del carbono orgánico en los sistemas marinos.
• La competencia bacteriana por nutrientes minerales puede contrarrestar la acumulación de carbono orgánico, incluso en escenarios de alto contenido de CO2.
• El modelado preciso del ciclo del carbono oceánico requiere un conocimiento detallado del acoplamiento estequiométrico tanto en los procesos microbianos como en los del fitoplancton.