El Dr. Molina registrando las mediciones ópticas realizadas en terreno.
Investigador chileno estudia respuestas fotosintéticas de microalgas durante la formación del hielo marino
Punta Arenas, 14 de junio de 2011.
Luego de un mes de trabajo en la península Antártica, concluyó la última de las investigaciones nacionales en el Continente Blanco, en el marco de la Expedición Científica Antártica 2011, que organiza el Instituto Antártico Chileno (INACH). El proyecto del Dr. Ernesto Molina Balari, oceanógrafo chileno que trabaja en la Universidad Tecnológica de Sydney, investiga las respuestas fotosintéticas de microalgas de hielo marino, para lo cual estudia los ecosistemas planctónicos en dos sectores del Continente Blanco (península Antártica y bases australianas en la Antártica del este).
La fase de muestreo se realizó en las cercanías de la base O’Higgins (administrada por el Ejército de Chile), aprovechando la estación del año cuando se registra la formación del hielo marino anual. “Esta fue la curiosidad inicial del proyecto, porque desconocemos el estado fisiológico de las microalgas antes de la hibernación, antes de que llegue el hielo, vengan las temperaturas más bajas y, fundamentalmente, se acabe la luz”, explica Molina.
En todas las series de tiempo, los datos están concentrados en primavera, pero hay pocos datos en otoño, cuando la superficie antártica se expande desde el borde continental hacia amplias plataformas de mar congelado. Allí crecen microalgas, parte esencial de la cadena trófica polar, pues son el alimento principal del kril.
Lo que pasa antes del florecimiento del mar en primavera
Las preguntas que se hacía Ernesto Molina eran: ¿en qué contexto esta microalgas se congelan, se adhieren a la matriz de hielo?, ¿en qué estado se encuentran para después estar ahí latentes, listas para la primavera?, ¿están muertas, están vivas, están latentes de verdad, están hibernando?
Molina fue asistido por Pedro Niada, buzo profesional y comunicador audiovisual chileno, en las labores de prospección terrestre y submarina a través de buceo en apnea. El tiempo para trabajar no era mucho, con un sol que aparecía a las 9 y se escondía sólo seis horas más tarde, a las 15 horas, situación totalmente distinta a la del verano cuando los investigadores disponen de casi veinte horas diarias de luz.
Brazo mecánico sosteniendo un extremo de la fibra óptica que transmite la luz al radiómetro Ocean-Optics (equipo de medición multiespectral de la luz).
El científico cuenta que “lo que hicimos fue medir la luz arriba, abajo y más abajo del hielo, la profundidad promedio de los sitios de muestreo iba de los 5 a los 10 m. Cuando comenzamos a muestrear, el hielo aún no se había formado, así que muestreamos la luz dentro del agua. A medida que pasaban los días el hielo iba instalándose en las cercanías del islote Isabel Riquelme (Base O’Higgins) y ahí muestreamos de manera consecutiva, al menos, 18 días. Es decir, analizamos desde el no-hielo hasta el hielo de unos 40 cm de espesor”. Midieron propiedades ópticas, concentración de clorofila y parámetros fotosintéticos para cada una de los muestras de hielo y de agua. Para estimar la fotosíntesis usaron un PAM (Pulse Amplitude Modulation), equipo que mide propiedades fotosintéticas de los organismos fitoplanctónicos que viven ahí. Esto además de la recolección de muestras de pigmentos, que ayudan a estimar la biomasa algal.
La dinámica de la construcción de la capa de hielo en la bahía cercana a la base O’Higgins fue una sorpresa para los investigadores chilenos. “Había un hielo que yo pensé que no se iba y al otro día ya no estaba, y estoy hablando de un hielo que llegaba hasta la isla del frente. También pasaba lo contrario, pero el proceso de congelamiento es más lento. El proceso de destrucción y desaparición es instantáneo; corre un viento superior a 30, 40 nudos y tu hielo está en riesgo y se va, y se nos fue varias veces: estábamos listos para ir, salíamos y nada”, nos comenta todavía maravillado.
Ubicación del sitio de muestreo en las cercanías del islote Isabel Riquelme. La foto corresponde a los días previos a la formación del hielo marino estacional.
Vida en el corazón del hielo marino
Su impresión luego de esta campaña es sorprendente y de seguro dará mucho que hablar dentro de la comunidad científica. “Tengo la percepción, y lo digo preliminarmente, de que las microalgas del hielo estaban impecables, no así las del agua. Las que se encontraban asociadas a la matriz de hielo, estaban bien, listas y, según mi opinión, se quedan ahí todo el año. Saqué un pedazo de la matriz de hielo, lo derretí, lo metí en el PAM y me dio una respuesta fotosintética perfecta. Y la del agua, adyacente al hielo, nada”, expone el investigador de la Universidad Tecnológica de Sydney.
La bio-óptica marina, enfoque adoptado por Molina, es bastante joven como disciplina con unos 10 a 20 años de existencia. Hay modelos de crecimiento fitoplanctónico basados en las clásicas ecuaciones de crecimiento algal, pero no hay modelos hechos según el tipo y calidad de la luz. El investigador afirma que “no hay ningún modelo bio-óptico antártico fitoplanctónico y yo quiero construir un modelo, que está casi listo y espectralmente resuelto, es decir, que me diga qué tipo de luz usan las algas y cómo la usan”.
¿Qué está diciendo esta radio?
Molina usa la metáfora de la radio para describir su modelo, una radio que está captando una señal que nadie había escuchado hasta este momento. “Ahora viene el momento de ajustar (tuning) un modelo que está funcionando, que está arrojando datos, para escuchar bien la ‘radio’. Tengo que sintonizar el modelo para que reproduzca la data que recolectamos”, comenta Ernesto. “Creo que la respuesta de las algas en el hielo –detalla Molina- fue increíblemente poderosa. Estaban fotosintéticamente activas y listas para el combate. Hay un ruido de vida total. Yo sabía que iba a encontrar más en el hielo que en el agua, pero aquí era en el agua, cero, y en el hielo, todo. Se refugian y se instalan en el hielo. Además, en las zonas costeras creo que el hielo que se forma sobre las rocas del litoral marino es de gran importancia, ahí había kril y otros anfípodos pastoreando, lo que indica una evidente presencia de ‘foraje’ (microalgas-diatomeas) que también debería ser considerado en futuros modelos de producción primaria”.
INACH
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