La respiración del océano

Aunque el océano es el ecosistema más extenso del planeta Tierra, nuestra comprensión de su aportación al funcionamiento de la biosfera es aún insuficiente. Hace poco más de 100 años se creía que las profundidades oceánicas estaban desprovistas de vida, opinión 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 océano profundo es todavía tan incompleto que conocemos mejor la topografía de la Luna o incluso la de Marte que la de los fondos de nuestros océanos. Este desconocimiento se hace extensivo a la biodiversidad marina y a su papel en el funcionamiento de la biosfera, que deparan aún muchas sorpresas. Así, mientras que pensamos en los bosques como en los pulmones del planeta Tierra, nuestra comprensión del papel del océano en la respiración de la biosfera es aún insuficiente.

Los resultados indican que el ecosistema del océano abierto actúa como una fuente de CO2

El interés 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 producción de materia orgánica, fundamentalmente a través de la fotosíntesis, y su descomposición a través de la respiración. La producción primaria genera la materia orgánica necesaria para renovar las poblaciones de las distintas especies y alimentar las cadenas tróficas de las que forman parte. La respiración, al descomponer la materia orgánica, libera la energía captada por la fotosíntesis para su uso en el mantenimiento de las funciones de los organismos y recicla los nutrientes esenciales para permitir la producción de más materia orgánica. El interés en el estudio de la producción primaria y la respiración de los ecosistemas se ha visto renovada por el problema del efecto invernadero, ya que la producción primaria consume CO2, el principal gas responsable del efecto invernadero, mientras que la respiración lo libera, de forma que la capacidad de los ecosistemas -y del océano- para actuar como sumidero o fuente de CO2 depende del equilibrio entre la producción primaria (P) y la respiración R: cuando P es mayor que R, el ecosistema actúa como un sumidero de CO2, y viceversa. El papel de los procesos biológicos oceánicos en la regulación de la concentración atmosférica de CO2 depende, por tanto, del equilibrio entre la captación de CO2 por la fotosíntesis y su liberación por la respiración.

Mientras que la fotosíntesis, función de la que es capaz sólo una de cada 20 especies marinas, está restringida a los primeros 100 metros del océano -la piel del océano, en la que penetra suficiente luz-, la respiración, función que ejercen todos los organismos, ocurre en toda la columna de agua, desde la superficie hasta los 11.000 metros de las fosas oceánicas. La investigación oceanográfica ha dedicado grandes esfuerzos durante los últimos setenta años a la cuantificación de la producción primaria por el plancton, primero, por su importancia como soporte para la producción pesquera, y más tarde, por su papel en la regulación de la captación de CO2 por el océano. Por contraposición, la investigación sobre las tasas de respiración en el océano está notablemente retrasada, de forma que hasta hace poco no existían estimas de la respiración total del océano, por lo que no era posible evaluar si la biota del océano representa un sumidero o una fuente neta de CO2 en la biosfera.

En las últimas semanas, publicaciones de investigadores españoles (CSIC y Universidad de Las Palmas de Gran Canaria), junto con investigadores de Canadá 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 respiración en el océano global. Estos resultados identifican la respiración oceánica como una de las fuentes más importantes de CO2 en la biosfera. De hecho, la respiración total en el océano es tan elevada que nuestros estudios indican que la producción fotosintética en el océano 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 respiración del océano tiene lugar a más de 100 metros de profundidad, donde se asocia principalmente a la actividad de bacterias que dependen de la materia orgánica que llueve desde las capas superficiales del océano. El CO2 que produce la respiración a profundidades superiores a 100 metros sólo se reequilibrará con la atmósfera, liberando el exceso de CO2 que estas aguas contienen tras algunas décadas. Por ello, la respiración en el océano profundo repercutirá sobre el CO2 atmosférico, y el cambio climático, décadas después de que el proceso haya tenido lugar.

Los resultados publicados indican que la respiración total del océano abierto es sensiblemente superior a su producción de materia orgánica, de forma que el ecosistema del océano abierto actúa como una fuente de CO2 y depende del aporte de materia orgánica desde otros ecosistemas, notablemente los costeros, para mantener su metabolismo. Así pues, la devastación generalizada de los ecosistemas costeros del planeta, de la que tenemos ejemplos recientes de dimensiones catastróficas en nuestro país, tiene repercusiones sobre el funcionamiento del océano global. Lamentablemente, nuestra capacidad de comprender el funcionamiento y papel del océano progresa mucho más lentamente que nuestra enorme capacidad para dañarlo.

Colectivamente, los resultados de estas investigaciones, lideradas por investigadores españoles, suponen un cambio de paradigma y llevará a redirigir los esfuerzos de investigación para determinar el papel del océano en la regulación de los ciclos elementales y el cambio climático. La importante aportación de la ciencia española a la comprensión del papel del océano en la biosfera da fe de que nuestro país 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 afirmación puede sorprender, dado el nulo o escaso papel público de la ciencia española -por contraposición con los datos que nos llegaban de científicos de países 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 científica en nuestro país, que se ha de paliar urgentemente a través de la creación de mejores canales por los que divulgar los logros de la ciencia española y sus aplicaciones para la gestión de nuestros ecosistemas.

Carlos M. Duarte es profesor de investigación del CSIC en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (CSIC-UIB). Esporles (Mallorca).