A escala global existen extensas zonas de mínimo oxígeno (ZMO), zonas que se encuentran en expansión debido al calentamiento climático y a la dinámica de gases invernaderos como el CO2.
Estas son áreas de bajo pH/alto pCO2, lo que resulta en una importante emisión de CO2 desde el océano hacia la atmósfera. Además, se caracterizan por un máximo de clorofila secundario, dominado por Prochlorococcus, donde la respiración aeróbica y la fotosíntesis pueden ocurrir bajo una mezcla turbulenta local, lo que ocasionalmente puede causar la intrusión de aguas de bajo pH/bajo O2 en la zona eufótica.
Estudios previos sugieren que la tolerancia y respuestas del fitoplancton a estas condiciones son muy variables entre los linajes, por lo que mejorar nuestro conocimiento sobre la influencia del bajo pH/bajo O2 en grupos funcionales del fitoplancton y sus adaptaciones específicas a estas condiciones, nos proporcionará información sobre el impacto de la expansión y la reducción de los niveles de O2 y el aumento de pCO2. Así, CARpHOX apunta a abordar preguntas como:
- ¿Cuál es la heterogeneidad espacial/vertical del sistema de carbonato en las ZMO?
- ¿Cuáles es la estequiometría de los nutrientes, la firma de isótopos estables, y las tasas de reciclamiento del carbono inorgánico en aguas de bajo pH/bajo O2?
- ¿Están los fotótrofos eucarióticas ocupando diferentes nichos en la columna de agua de las regiones de la ZMO expuestas a diferentes condiciones durante la fijación de carbono?, y
- ¿Cuáles son los efectos fisiológicos aditivos/sinérgicos de condiciones de bajo pH/bajo O2 en grupos funcionales de fitoplancton que habitan la ZMO y aguas suprayacentes?
Nuestro enfoque metodológico incluye expediciones a la ZMO en el norte de Chile, así como experimentos de mesocosmos que simulan condiciones de bajo pH/bajo O2, investigando vías metabólicas mediante el uso de un enfoque multi-proxy incluyendo isótopos de carbono estables y biomarcadores de lípidos.
Nuestro enfoque utiliza experimentos de perturbaciones de CO2/O2 de laboratorio para imitar las condiciones corrosivas e hipóxicas y evaluar su impacto en rasgos fisiológicos, composición de la membrana lipídica, y fraccionamiento isotópico de eucariotas fototrófos.
En esta propuesta queremos identificar y caracterizar procesos reguladores importantes estudiando las respuestas fisiológicas y metabólicas en el contexto de factores estresantes múltiples del cambio climático, información crítica para comprender el ciclo del carbono en un océano cambiante.
