La respiraci¨®n del oc¨¦ano

Aunque el oc¨¦ano es el ecosistema m¨¢s extenso del planeta Tierra, nuestra comprensi¨®n de su aportaci¨®n al funcionamiento de la biosfera es a¨²n insuficiente. Hace poco m¨¢s de 100 a?os se cre¨ªa que las profundidades oce¨¢nicas estaban desprovistas de vida, opini¨®n que perdura en actitudes tales como su uso como gigantesco basurero capaz de tragarse desde petroleros moribundos hasta residuos radioactivos. El conocimiento actual sobre el oc¨¦ano profundo es todav¨ªa tan incompleto que conocemos mejor la topograf¨ªa de la Luna o incluso la de Marte que la de los fondos de nuestros oc¨¦anos. Este desconocimiento se hace extensivo a la biodiversidad marina y a su papel en el funcionamiento de la biosfera, que deparan a¨²n muchas sorpresas. As¨ª, mientras que pensamos en los bosques como en los pulmones del planeta Tierra, nuestra comprensi¨®n del papel del oc¨¦ano en la respiraci¨®n de la biosfera es a¨²n insuficiente.

Los resultados indican que el ecosistema del oc¨¦ano abierto act¨²a como una fuente de CO2

El inter¨¦s se ha visto renovado por el problema del efecto invernadero

El metabolismo de cualquier ecosistema, como el del conjunto de la biosfera, depende del equilibrio entre dos procesos opuestos, pero mutuamente dependientes: la producci¨®n de materia org¨¢nica, fundamentalmente a trav¨¦s de la fotos¨ªntesis, y su descomposici¨®n a trav¨¦s de la respiraci¨®n. La producci¨®n primaria genera la materia org¨¢nica necesaria para renovar las poblaciones de las distintas especies y alimentar las cadenas tr¨®ficas de las que forman parte. La respiraci¨®n, al descomponer la materia org¨¢nica, libera la energ¨ªa captada por la fotos¨ªntesis para su uso en el mantenimiento de las funciones de los organismos y recicla los nutrientes esenciales para permitir la producci¨®n de m¨¢s materia org¨¢nica. El inter¨¦s en el estudio de la producci¨®n primaria y la respiraci¨®n de los ecosistemas se ha visto renovada por el problema del efecto invernadero, ya que la producci¨®n primaria consume CO2, el principal gas responsable del efecto invernadero, mientras que la respiraci¨®n lo libera, de forma que la capacidad de los ecosistemas -y del oc¨¦ano- para actuar como sumidero o fuente de CO2 depende del equilibrio entre la producci¨®n primaria (P) y la respiraci¨®n R: cuando P es mayor que R, el ecosistema act¨²a como un sumidero de CO2, y viceversa. El papel de los procesos biol¨®gicos oce¨¢nicos en la regulaci¨®n de la concentraci¨®n atmosf¨¦rica de CO2 depende, por tanto, del equilibrio entre la captaci¨®n de CO2 por la fotos¨ªntesis y su liberaci¨®n por la respiraci¨®n.

Mientras que la fotos¨ªntesis, funci¨®n de la que es capaz s¨®lo una de cada 20 especies marinas, est¨¢ restringida a los primeros 100 metros del oc¨¦ano -la piel del oc¨¦ano, en la que penetra suficiente luz-, la respiraci¨®n, funci¨®n que ejercen todos los organismos, ocurre en toda la columna de agua, desde la superficie hasta los 11.000 metros de las fosas oce¨¢nicas. La investigaci¨®n oceanogr¨¢fica ha dedicado grandes esfuerzos durante los ¨²ltimos setenta a?os a la cuantificaci¨®n de la producci¨®n primaria por el plancton, primero, por su importancia como soporte para la producci¨®n pesquera, y m¨¢s tarde, por su papel en la regulaci¨®n de la captaci¨®n de CO2 por el oc¨¦ano. Por contraposici¨®n, la investigaci¨®n sobre las tasas de respiraci¨®n en el oc¨¦ano est¨¢ notablemente retrasada, de forma que hasta hace poco no exist¨ªan estimas de la respiraci¨®n total del oc¨¦ano, por lo que no era posible evaluar si la biota del oc¨¦ano representa un sumidero o una fuente neta de CO2 en la biosfera.

En las ¨²ltimas semanas, publicaciones de investigadores espa?oles (CSIC y Universidad de Las Palmas de Gran Canaria), junto con investigadores de Canad¨¢ y EE UU en las prestigiosas revistas Nature y Science han venido a suplir esta laguna en nuestro conocimiento al aportar estimas de la tasa de respiraci¨®n en el oc¨¦ano global. Estos resultados identifican la respiraci¨®n oce¨¢nica como una de las fuentes m¨¢s importantes de CO2 en la biosfera. De hecho, la respiraci¨®n total en el oc¨¦ano es tan elevada que nuestros estudios indican que la producci¨®n fotosint¨¦tica en el oc¨¦ano ha de ser necesariamente un 70% mayor de lo que se acepta actualmente para poder mantenerla.

Sorprendentemente, estas investigaciones apuntan a que la mitad de la respiraci¨®n del oc¨¦ano tiene lugar a m¨¢s de 100 metros de profundidad, donde se asocia principalmente a la actividad de bacterias que dependen de la materia org¨¢nica que llueve desde las capas superficiales del oc¨¦ano. El CO2 que produce la respiraci¨®n a profundidades superiores a 100 metros s¨®lo se reequilibrar¨¢ con la atm¨®sfera, liberando el exceso de CO2 que estas aguas contienen tras algunas d¨¦cadas. Por ello, la respiraci¨®n en el oc¨¦ano profundo repercutir¨¢ sobre el CO2 atmosf¨¦rico, y el cambio clim¨¢tico, d¨¦cadas despu¨¦s de que el proceso haya tenido lugar.

Los resultados publicados indican que la respiraci¨®n total del oc¨¦ano abierto es sensiblemente superior a su producci¨®n de materia org¨¢nica, de forma que el ecosistema del oc¨¦ano abierto act¨²a como una fuente de CO2 y depende del aporte de materia org¨¢nica desde otros ecosistemas, notablemente los costeros, para mantener su metabolismo. As¨ª pues, la devastaci¨®n generalizada de los ecosistemas costeros del planeta, de la que tenemos ejemplos recientes de dimensiones catastr¨®ficas en nuestro pa¨ªs, tiene repercusiones sobre el funcionamiento del oc¨¦ano global. Lamentablemente, nuestra capacidad de comprender el funcionamiento y papel del oc¨¦ano progresa mucho m¨¢s lentamente que nuestra enorme capacidad para da?arlo.

Colectivamente, los resultados de estas investigaciones, lideradas por investigadores espa?oles, suponen un cambio de paradigma y llevar¨¢ a redirigir los esfuerzos de investigaci¨®n para determinar el papel del oc¨¦ano en la regulaci¨®n de los ciclos elementales y el cambio clim¨¢tico. La importante aportaci¨®n de la ciencia espa?ola a la comprensi¨®n del papel del oc¨¦ano en la biosfera da fe de que nuestro pa¨ªs cuenta con una comunidad de investigadores en ciencias marinas excelentemente preparada y con un reconocido prestigio internacional, si bien con importantes carencias de medios. Esta afirmaci¨®n puede sorprender, dado el nulo o escaso papel p¨²blico de la ciencia espa?ola -por contraposici¨®n con los datos que nos llegaban de cient¨ªficos de pa¨ªses vecinos- en las primeras semanas de la crisis generada por el vertido y hundimiento del buque Prestige. Este contraste revela, a mi juicio, la clamorosa ausencia de cultura cient¨ªfica en nuestro pa¨ªs, que se ha de paliar urgentemente a trav¨¦s de la creaci¨®n de mejores canales por los que divulgar los logros de la ciencia espa?ola y sus aplicaciones para la gesti¨®n de nuestros ecosistemas.

Carlos M. Duarte es profesor de investigaci¨®n del CSIC en el Instituto Mediterr¨¢neo de Estudios Avanzados (CSIC-UIB). Esporles (Mallorca).