Diatom Dominance Enhances Resistance of Phytoplanktonic POM to Mesopelagic Microbial Decomposition

Particulate organic matter (POM) lability is one of the key factors determining the residence time of organic carbon (OC) in the marine system. Phytoplankton community composition can influence the rate at which heterotrophic microorganisms decompose phytoplankton detrital particles and thus, it controls the fraction of OC that reaches the ocean depths, where it can be sequestered for climate-relevant spans of time. Here, we compared the degradation dynamics of POM from phytoplankton assemblages of contrasting diatom dominance in the presence of mesopelagic prokaryotic communities during a 19-day degradation experiment. We found that diatom-derived POM exhibited an exponential decay rate approximately three times lower than that derived from a community dominated by flagellated phytoplankton (mainly coccolithophores and nanoflagellates). Additionally, dissolved organic matter (DOM) released during the degradation of diatom particles accumulated over the experiment, whereas only residual increases in DOM were detected during the degradation of non-diatom materials. These results suggest that diatom-dominance enhances the efficiencies of the biological carbon pump and microbial carbon pump through the relatively reduced labilities of diatom particles and of the dissolved materials that arise from their microbial processing

Diel variation of seawater volatile organic compounds, DMSP-related compounds, and microbial plankton inside and outside a tropical coral reef ecosystem

Biogenic volatile organic compounds (VOCs) play key roles in coral reef ecosystems, where, together with dimethylated sulfur compounds, they are indicators of ecosystem health and are used as defense strategies and infochemicals. Assessment and prediction of the exchange rates of VOCs between the oceans and atmosphere, with implications for atmospheric reactivity and climate, are hampered by poor knowledge of the regulating processes and their temporal variability, including diel cycles. Here, we measured the variation over 36h of the concentrations of DMSPCs (dimethylsulfoniopropionate (DMSP)-related compounds, namely DMSP, dimethylsulfoxide, acrylate, dimethylsulfide, and methanethiol as dimethyl disulfide) and VOCs (COS, CS2, isoprene, the iodomethanes CH3I and CH2ClI, and the bromomethanes CHBr3 and CH2Br2), in surface waters inside the shallow, northern coral-reef lagoon of Mo’orea (French Polynesia) and 4 km offshore, in the tropical open ocean. Comparisons with concurrent measurements of sea surface temperature, solar radiation, biogeochemical variables (nutrients, organic matter), and the abundances and taxonomic affiliations of microbial plankton were conducted with the aim to explain interconnections between DMSPCs, VOCs, and their environment across diel cycles. In open ocean waters, deeper surface mixing and low nutrient levels resulted in low phytoplankton biomass and bacterial activity. Consequently, the diel patterns of VOCs were more dependent on photochemical reactions, with daytime increases for several compounds including dissolved dimethylsulfoxide, COS, CS2, CH3I, and CH2ClI. A eukaryotic phytoplankton assemblage dominated by dinoflagellates and haptophytes provided higher cell-associated DMSP concentrations, yet the occurrence of DMSP degradation products (dimethylsulfide, dimethyl disulfide) was limited by photochemical loss. Conversely, in the shallow back reef lagoon the proximity of seafloor sediments, corals and abundant seaweeds resulted in higher nutrient levels, more freshly-produced organic matter, higher bacterial activity, and larger algal populations of Mamiellales, diatoms and Cryptomonadales. Consequently, DMSP and dimethylsulfoxide concentrations were lower but those of most VOCs were higher. A combination of photobiological and photochemical processes yielded sunny-daytime increases and nighttime decreases of dimethylsulfide, dimethyl disulfide, COS, isoprene, iodomethanes and bromomethanes. Our results illustrate the important role of solar radiation in DMSPC and VOC cycling, and are relevant for the design of sampling strategies that seek representative and comparable measurements of these compounds

Sea Ice Microbiota in the Antarctic Peninsula Modulates Cloud-Relevant Sea Spray Aerosol Production

Este artículo contiene 21 páginas, 8 figuras.Sea spray aerosol (SSA) formation plays a major role in the climate system. The Antarctic Peninsula (AP) is affected by the greatest warming occurring in the Southern Ocean; changes in cryospheric and biological processes are being observed. Whilst there is some evidence that organic material produced by ice algae and/or phytoplankton in the high Arctic contributes to SSA, less is known about Antarctic Sea ice (sympagic) regions. To gain insight into the influence of Antarctic Sea ice biology and biogeochemistry on atmospheric aerosol, we report simultaneous water-air measurements made by means of in situ aerosol chamber experiments. For the first time, we present a methodology showing that the controlled plunging jet aerosol chamber settings do not cause major cell disruption on the studied sea ice ecosystems. Larger sea ice phytoplankton cells (>20 μm; mainly diatoms) tend to sediment at the bottomof the chamber (during the 24h experiment) and likely have a minor role on SSA production. When comparing four chamber experiments - we find that the two producing more SSA are the ones with highest abundance of nanophytoplankton cells (<20 μm; mainly nanoflagellates) as well as viruses. Our marine biogeochemical data show two broad groups of dissolved organic carbon: one rich in carbohydrates and proteic material and one rich in humic-like substances; the latter enhancing SSA production. This work provides unique insights into sea ice productivity that modulates SSA production, with potentially significant climate impacts. Further studies of these types are advised in order to see how microbiology impacts the biogeochemical cycling of elements and how aerosols are formed and processed in cold regions.The study was further supported by the Spanish Ministry of Economy through project PI-ICE (no. CTM 2017–89117-R) and the Ramon y Cajal fellowship (no. RYC-2012-11922). This work acknowledges the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2019-000928-S). The National Centre for Atmospheric Science (NCAS) Birmingham group is funded by the UK Natural Environment Research Council. DOC was analyzed by Mara Abad (ICM-CSIC) and the POC was analyzed at the IIM-CSIC (Vigo).Peer reviewe

Leaching material from Antarctic seaweeds and penguin guano affects cloud-relevant aerosol production

Within the Southern Ocean, the greatest warming is occurring on the Antarctic Peninsula (AP) where clear cryospheric and biological consequences are being observed. Antarctic coastal systems harbour a high diversity of marine and terrestrial ecosystems heavily influenced by Antarctic seaweeds (benthonic macroalgae) and bird colonies (mainly penguins). Primary sea spray aerosols (SSA) formed by the outburst of bubbles via the sea-surface microlayer depend on the organic composition of the sea water surface. In order to gain insight into the influence of ocean biology and bio-geochemistry on atmospheric aerosol, we performed in situ laboratory aerosol bubble chamber experiments to study the effect of different leachates of biogenic material - obtained from common Antarctic seaweeds as well as penguin guano - on primary SSA. The addition of different leachate materials on a seawater sample showed a dichotomous effect depending on the leachate material added - either suppressing (up to 52%) or enhancing (22–88%) aerosol particle production. We found high ice nucleating particle number concentrations resulting from addition of guano leachate material. Given the evolution of upper marine polar coastal ecosystems in the AP, further studies on ocean-atmosphere coupling are needed in order to represent the currently poorly understood climate feedback processes.The study was further supported by the Spanish Ministry of Economy through project PI-ICE (no. CTM 2017–89117-R) and the Ramon y Cajal fellowship (no. RYC-2012-11922). This work acknowledges the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2019-000928-S). The National Centre for Atmospheric Science (NCAS) Birmingham group is funded by the UK Natural Environment Research Council. We gratefully acknowledge the funding by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation, Projektnummer 268020496–TRR 172) within the Transregional Collaborative Research Center “ArctiC Amplification: Climate Relevant Atmospheric and SurfaCe Processes, and Feedback Mechanisms (AC)3” in subproject B04.Peer reviewe

Reactivity and composition of phytoplankton-derived organic matter: implications for the marine Carbon cycle

[eng] Marine phytoplankton are responsible for approximately half of the photosynthetic production of organic matter (OM) and oxygen in Earth. The composition and reactivity of phytoplankton- derived OM influences two of the main C-sequestration mechanisms of the ocean: the biological carbon pump and the microbial carbon pump. Phytoplankton-derived OM can be classified as particulate (POM) or dissolved (DOM) and these size-fractions are subject to diverse production, consumption and transport processes involving biotic and abiotic interactions. Understanding how these processes influence OM composition and reactivity is essential to accurately describe the role of phytoplankton ecology in the marine Carbon cycle and ultimately in the regulation of Earth climate. This thesis aims, precisely, to better understand the controls over these processes. To do so, we combined fluorescence spectroscopy and elemental analysis of POM and DOM with multiple biotic and abiotic parameters during the development and decay of phytoplankton proliferations in micro- and mesocosm experiments and under natural conditions. The microcosm degradation experiment revealed that POM derived from diatom-dominated proliferations is degraded at a much slower rate than that of POM produced by a mixed phytoplankton community. In addition, accumulation of DOM of apparent recalcitrant nature was observed during the processing of diatom-derived POM. The analysis of four phytoplankton proliferations in Antarctic waters revealed that protein-like fluorescent OM was contributed by dissolved and particulate materials. The abundance and composition of phytoplankton and their interactions with viruses and grazers were identified as the main controls over the quantity and fractionation of protein-like fluorescent OM. By contrast, humic-like substances were mostly in the dissolved fraction, and their composition was related to photochemical degradation and microbial transformation. The mesocosm experiment showed that the balance between production and degradation of protein-like fluorescent DOM was controlled by the nitrogen availability of the planktonic community. Whereas the humic-like fluorescent DOM composition was influenced by photochemical processes and production of specific humic-like substances by autotrophic and heterotrophic prokaryotes, the taxonomic composition of eukaryotic phytoplankton did not have a profound influence over the fluorescent DOM composition. Overall, this thesis shows that the composition of plankton assemblages, and the interactions between organisms and between organisms and environmental conditions influence the composition and reactivity of phytoplankton-derived OM, ultimately determining its fate and role in the marine Carbon cycle.[spa] El fitoplancton marino es responsable de aproximadamente la mitad de la producción fotosintética de materia orgánica (OM) y de oxígeno en la Tierra. La composición y reactividad de la OM fitoplanctónica influye en dos de los principales mecanismos de captura de carbono del océano: la bomba biológica y la bomba microbiana. La OM derivada del fitoplancton se puede clasificar como particulada (POM) o disuelta (DOM) y estas dos fracciones están sujetas a diversos procesos de producción, consumo y transporte que involucran tanto interacciones bióticas como abióticas. Entender cómo estos procesos influyen en la composición y reactividad de la OM es esencial para describir de forma precisa el papel de la ecología del fitoplancton en el ciclo marino del carbono y, en última instancia, en la regulación del clima de la Tierra. Esta tesis está enfocada, precisamente, en comprender mejor los controles sobre estos procesos. Para hacerlo, combinamos análisis espectrofluorométricos y elementales de POM y DOM con múltiples parámetros bióticos y abióticos durante el desarrollo y el colapso de proliferaciones de fitoplancton en experimentos de micro- y mesocosmos y en condiciones naturales. El experimento de degradación de microcosmos desveló que la POM derivada de proliferaciones dominadas por diatomeas es degradada a un ritmo mucho más lento que aquella producida por comunidades fitoplanctónicas mixtas. Además, se observó una acumulación de DOM aparentemente recalcitrante durante el procesado de POM derivada de diatomeas. El análisis de cuatro proliferaciones de fitoplancton en aguas antárticas reveló que la OM fluorescente proteinácea tenía contribuciones de materiales disueltos y particulados. La abundancia y composición del fitoplancton y sus interacciones con virus y zooplancton fueron identificados como los principales controles sobre la cantidad y el fraccionamiento de la OM fluorescente proteinácea. Por el contrario, las sustancias húmicas se hallaban mayoritariamente en la fracción disuelta y su composición estaba relacionada con procesos de degradación fotoquímica y transformación microbiana. El experimento de mesocosmos mostró que el balance entre la producción y degradación de DOM fluorescente proteinácea se hallaba controlado por la disponibilidad de nitrógeno de la comunidad planctónica. Mientras que la composición de la DOM fluorescente húmica fue influenciada por procesos fotoquímicos y por la producción de sustancias húmicas especificas por procariotas heterótrofos y autótrofos, la composición taxonómica del fitoplancton eucariota no tuvo una profunda influencia sobre la composición de la DOM fluorescente. En su conjunto, esta tesis muestra que la composición de las comunidades planctónicas, y las interacciones entre organismos y entre estos y las condiciones ambientales influyen en la composición y reactividad de la OM fitoplanctónica, determinando su destino y su papel en el ciclo marino del carbono

Reactivity and composition of phytoplankton-derived organic matter: implications for the marine Carbon cycle

Programa de Doctorat en Ciències del Mar / Tesi realitzada a l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC)[eng] Marine phytoplankton are responsible for approximately half of the photosynthetic production of organic matter (OM) and oxygen in Earth. The composition and reactivity of phytoplankton- derived OM influences two of the main C-sequestration mechanisms of the ocean: the biological carbon pump and the microbial carbon pump. Phytoplankton-derived OM can be classified as particulate (POM) or dissolved (DOM) and these size-fractions are subject to diverse production, consumption and transport processes involving biotic and abiotic interactions. Understanding how these processes influence OM composition and reactivity is essential to accurately describe the role of phytoplankton ecology in the marine Carbon cycle and ultimately in the regulation of Earth climate. This thesis aims, precisely, to better understand the controls over these processes. To do so, we combined fluorescence spectroscopy and elemental analysis of POM and DOM with multiple biotic and abiotic parameters during the development and decay of phytoplankton proliferations in micro- and mesocosm experiments and under natural conditions. The microcosm degradation experiment revealed that POM derived from diatom-dominated proliferations is degraded at a much slower rate than that of POM produced by a mixed phytoplankton community. In addition, accumulation of DOM of apparent recalcitrant nature was observed during the processing of diatom-derived POM. The analysis of four phytoplankton proliferations in Antarctic waters revealed that protein-like fluorescent OM was contributed by dissolved and particulate materials. The abundance and composition of phytoplankton and their interactions with viruses and grazers were identified as the main controls over the quantity and fractionation of protein-like fluorescent OM. By contrast, humic-like substances were mostly in the dissolved fraction, and their composition was related to photochemical degradation and microbial transformation. The mesocosm experiment showed that the balance between production and degradation of protein-like fluorescent DOM was controlled by the nitrogen availability of the planktonic community. Whereas the humic-like fluorescent DOM composition was influenced by photochemical processes and production of specific humic-like substances by autotrophic and heterotrophic prokaryotes, the taxonomic composition of eukaryotic phytoplankton did not have a profound influence over the fluorescent DOM composition. Overall, this thesis shows that the composition of plankton assemblages, and the interactions between organisms and between organisms and environmental conditions influence the composition and reactivity of phytoplankton-derived OM, ultimately determining its fate and role in the marine Carbon cycle.[spa] El fitoplancton marino es responsable de aproximadamente la mitad de la producción fotosintética de materia orgánica (OM) y de oxígeno en la Tierra. La composición y reactividad de la OM fitoplanctónica influye en dos de los principales mecanismos de captura de carbono del océano: la bomba biológica y la bomba microbiana. La OM derivada del fitoplancton se puede clasificar como particulada (POM) o disuelta (DOM) y estas dos fracciones están sujetas a diversos procesos de producción, consumo y transporte que involucran tanto interacciones bióticas como abióticas. Entender cómo estos procesos influyen en la composición y reactividad de la OM es esencial para describir de forma precisa el papel de la ecología del fitoplancton en el ciclo marino del carbono y, en última instancia, en la regulación del clima de la Tierra. Esta tesis está enfocada, precisamente, en comprender mejor los controles sobre estos procesos. Para hacerlo, combinamos análisis espectrofluorométricos y elementales de POM y DOM con múltiples parámetros bióticos y abióticos durante el desarrollo y el colapso de proliferaciones de fitoplancton en experimentos de micro- y mesocosmos y en condiciones naturales. El experimento de degradación de microcosmos desveló que la POM derivada de proliferaciones dominadas por diatomeas es degradada a un ritmo mucho más lento que aquella producida por comunidades fitoplanctónicas mixtas. Además, se observó una acumulación de DOM aparentemente recalcitrante durante el procesado de POM derivada de diatomeas. El análisis de cuatro proliferaciones de fitoplancton en aguas antárticas reveló que la OM fluorescente proteinácea tenía contribuciones de materiales disueltos y particulados. La abundancia y composición del fitoplancton y sus interacciones con virus y zooplancton fueron identificados como los principales controles sobre la cantidad y el fraccionamiento de la OM fluorescente proteinácea. Por el contrario, las sustancias húmicas se hallaban mayoritariamente en la fracción disuelta y su composición estaba relacionada con procesos de degradación fotoquímica y transformación microbiana. El experimento de mesocosmos mostró que el balance entre la producción y degradación de DOM fluorescente proteinácea se hallaba controlado por la disponibilidad de nitrógeno de la comunidad planctónica. Mientras que la composición de la DOM fluorescente húmica fue influenciada por procesos fotoquímicos y por la producción de sustancias húmicas especificas por procariotas heterótrofos y autótrofos, la composición taxonómica del fitoplancton eucariota no tuvo una profunda influencia sobre la composición de la DOM fluorescente. En su conjunto, esta tesis muestra que la composición de las comunidades planctónicas, y las interacciones entre organismos y entre estos y las condiciones ambientales influyen en la composición y reactividad de la OM fitoplanctónica, determinando su destino y su papel en el ciclo marino del carbono

Reactivity and composition of phytoplankton-derived organic matter: implications for the marine Carbon cycle

Memoria de tesis doctoral presentada por Miguel Cabrera Brufau para optar al grado de Doctor en Ciències del Mar por la Universitat de Barcelona (UB), realizada bajo la dirección de la Dra. Cèlia Marrasé Peña y del Dr. Pedro Cermeño Ainsa del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC).-- 221 pages[EN] Marine phytoplankton are responsible for approximately half of the photosynthetic production of organic matter (OM) and oxygen in Earth. The composition and reactivity of phytoplankton- derived OM influences two of the main C-sequestration mechanisms of the ocean: the biological carbon pump and the microbial carbon pump. Phytoplankton-derived OM can be classified as particulate (POM) or dissolved (DOM) and these size-fractions are subject to diverse production, consumption and transport processes involving biotic and abiotic interactions. Understanding how these processes influence OM composition and reactivity is essential to accurately describe the role of phytoplankton ecology in the marine Carbon cycle and ultimately in the regulation of Earth climate. This thesis aims, precisely, to better understand the controls over these processes. To do so, we combined fluorescence spectroscopy and elemental analysis of POM and DOM with multiple biotic and abiotic parameters during the development and decay of phytoplankton proliferations in micro- and mesocosm experiments and under natural conditions. The microcosm degradation experiment revealed that POM derived from diatom-dominated proliferations is degraded at a much slower rate than that of POM produced by a mixed phytoplankton community. In addition, accumulation of DOM of apparent recalcitrant nature was observed during the processing of diatom-derived POM. The analysis of four phytoplankton proliferations in Antarctic waters revealed that protein-like fluorescent OM was contributed by dissolved and particulate materials. The abundance and composition of phytoplankton and their interactions with viruses and grazers were identified as the main controls over the quantity and fractionation of protein-like fluorescent OM. By contrast, humic-like substances were mostly in the dissolved fraction, and their composition was related to photochemical degradation and microbial transformation. The mesocosm experiment showed that the balance between production and degradation of protein-like fluorescent DOM was controlled by the nitrogen availability of the planktonic community. Whereas the humic-like fluorescent DOM composition was influenced by photochemical processes and production of specific humic-like substances by autotrophic and heterotrophic prokaryotes, the taxonomic composition of eukaryotic phytoplankton did not have a profound influence over the fluorescent DOM composition. Overall, this thesis shows that the composition of plankton assemblages, and the interactions between organisms and between organisms and environmental conditions influence the composition and reactivity of phytoplankton-derived OM, ultimately determining its fate and role in the marine Carbon cycle[ES] El fitoplancton marino es responsable de aproximadamente la mitad de la producción fotosintética de materia orgánica (OM) y de oxígeno en la Tierra. La composición y reactividad de la OM fitoplanctónica influye en dos de los principales mecanismos de captura de carbono del océano: la bomba biológica y la bomba microbiana. La OM derivada del fitoplancton se puede clasificar como particulada (POM) o disuelta (DOM) y estas dos fracciones están sujetas a diversos procesos de producción, consumo y transporte que involucran tanto interacciones bióticas como abióticas. Entender cómo estos procesos influyen en la composición y reactividad de la OM es esencial para describir de forma precisa el papel de la ecología del fitoplancton en el ciclo marino del carbono y, en última instancia, en la regulación del clima de la Tierra. Esta tesis está enfocada, precisamente, en comprender mejor los controles sobre estos procesos. Para hacerlo, combinamos análisis espectrofluorométricos y elementales de POM y DOM con múltiples parámetros bióticos y abióticos durante el desarrollo y el colapso de proliferaciones de fitoplancton en experimentos de micro- y mesocosmos y en condiciones naturales. El experimento de degradación de microcosmos desveló que la POM derivada de proliferaciones dominadas por diatomeas es degradada a un ritmo mucho más lento que aquella producida por comunidades fitoplanctónicas mixtas. Además, se observó una acumulación de DOM aparentemente recalcitrante durante el procesado de POM derivada de diatomeas. El análisis de cuatro proliferaciones de fitoplancton en aguas antárticas reveló que la OM fluorescente proteinácea tenía contribuciones de materiales disueltos y particulados. La abundancia y composición del fitoplancton y sus interacciones con virus y zooplancton fueron identificados como los principales controles sobre la cantidad y el fraccionamiento de la OM fluorescente proteinácea. Por el contrario, las sustancias húmicas se hallaban mayoritariamente en la fracción disuelta y su composición estaba relacionada con procesos de degradación fotoquímica y transformación microbiana. El experimento de mesocosmos mostró que el balance entre la producción y degradación de DOM fluorescente proteinácea se hallaba controlado por la disponibilidad de nitrógeno de la comunidad planctónica. Mientras que la composición de la DOM fluorescente húmica fue influenciada por procesos fotoquímicos y por la producción de sustancias húmicas especificas por procariotas heterótrofos y autótrofos, la composición taxonómica del fitoplancton eucariota no tuvo una profunda influencia sobre la composición de la DOM fluorescente. En su conjunto, esta tesis muestra que la composición de las comunidades planctónicas, y las interacciones entre organismos y entre estos y las condiciones ambientales influyen en la composición y reactividad de la OM fitoplanctónica, determinando su destino y su papel en el ciclo marino del carbonoThe research was funded by projects SUAVE (CTM2014-54926-R), ANIMA (CTM2015- 65720-R), BIOGAPS (CTM2016-81008-R), PEGASO (CTM2012-37615) and DOGMA (PID2020-37615) from the Spanish government and by EU Horizon2020-INFRAIA project AQUACOSM (grant no. 731065). Miguel Cabrera Brufau was supported by a predoctoral fellowship from the Spanish government (FPU16-01925) and by EU Horizon2020 project PRODIGIO (grant no. 101007006). This thesis acknowledges the Severo Ochoa Centre of Excellence accreditation (CEX2019-000928-S)Peer reviewe

L’oceà recicla la matèria orgànica i segresta el carboni

3 pages, 2 figures[EN] Marine phytoplankton are photosynthetic microorganisms that use solar radiation, inorganic carbon and nutrients to produce organic matter (OM) and release molecular oxygen. Phytoplankton photosynthesis produces both particulate organic matter (POM) and dissolved organic matter (DOM), and these two fractions are subject to different biological consumptions and transformations as well as different physical transport processes. Phytoplanktonic POM can be directly ingested by zooplankton (microscopic animals that in turn serve as food for larger organisms), whereas DOM can enter the trophic web through microbes that grow on the dissolved compounds and are then consumed by bacterial grazers. Both fractions can be exported downwards from surface waters: POM can sink on its own or be transported by swimming organisms or downward movements of water masses, while DOM can only be exported until upwelling and vertical mixing bring them back to the surface. […][ES] El fitoplancton marino son microorganismos fotosintéticos que utilizan radiación solar y carbono y nutrientes inorgánicos para producir materia orgánica (MO) y liberar oxígeno molecular. La fotosíntesis del fitoplancton produce tanto materia orgánica particulada (MOP) como materia orgánica disuelta (MOD), estas dos fracciones están sujetas a diferentes consumos y transformaciones biológicas, así como a distintos procesos de transporte físico. La MOP fitoplanctónica puede ser ingerida directamente por el zooplancton, animales microscópicos que a su vez sirven como alimento para organismos más grandes. Mientras que la MOD entra a la red trófica a través de microbios, que consumen los compuestos disueltos y a su vez luego son ingeridos por otros organismos. Ambas fracciones pueden ser exportadas a aguas profundas; la MOP puede hundirse por sí sola, y ser transportada por organismos y hundimiento de masas océano iluminado por el sol está dominada por la fotosíntesis, que consume nutrientes inorgánicos, mientras que en la oscuridad del océano profundo la respiración de MO libera nutrientes que se acumulan hasta que el afloramiento de aguas y la mezcla vertical los trae de vuelta a la superficie. […][CAT] El fitoplàncton marí són microorganismes fotosintètics que utilitzen radiació solar i carboni i nutrients inorgànics per produir matèria orgànica (MO) i alliberar oxigen molecular. La fotosíntesi del fitoplàncton produeix tant matèria orgànica particulada (MOP) com a matèria orgànica dissolta (MOD) i aquestes dues fraccions estan subjectes a diferents consums i transformacions biològiques, així com a diferents processos de transport físic. La MOP fitoplanctònica pot ser ingerida directament pel zooplàncton, animals microscòpics que al seu torn serveixen com a aliment per organismes més grans, mentre que la MOD entra a la xarxa tròfica a través de microbis, que consumeixen els compostos dissolts i al seu torn després són ingerits per altres organismes. Les dues fraccions poden ser exportades a aigües profundes; la MOP es pot enfonsar per si sola, i ser transportada per organismes i enfonsament de masses d’aigua, mentre que la en l’oceà profund la respiració de MO allibera nutrients que s’acumulen fins que l’aflorament d’aigües i la barreja vertical els porta de tornada a la superfície. […]Peer reviewe

Una aproximación experimental a la curva de remineralización de Martin: el efecto de la composición taxonómica de las comunidades fitoplanctónicas en la exportación de carbono a los fondos oceánicos

XXXII Trobades Científiques de la Mediterrània, Planeta Oceà - Planet Ocean, celebradas del 5 al 7 de octubre de 2016 en Maó, Menorca.-- Homenatge als Drs. Marta Estrada, Jordi Font i Jordi Salat, pioners de l'oceanografia mediterrània moderna. A tribute to Drs. Marta Estrada, Jordi Font and Jordi Salat, pioneers of modern Mediterranean oceanography.-- 1 pageLa intensidad y eficiencia de la bomba biológica, responsable de la captura de CO2 atmosférico y su exportación hacia el océano profundo en forma de carbono orgánico, depende de i) los niveles de nutrientes inorgánicos que limitan la producción primaria marina y ii) la susceptibilidad de la materia orgánica a la degradación bacteriana. En general los modelos del sistema Tierra asumen que la producción primaria marina se recicla en la columna de agua de acuerdo con un perfil de remineralización pre‐establecido (la curva de Martin). La forma del perfil de remineralización controla la cantidad de carbono orgánico que queda retenido en las capas profundas del océano y en los sedimentos. Sin embargo, la forma de dicho perfil, que depende del origen de la materia orgánica particulada, está pobremente caracterizada. En esta presentación mostramos la influencia de la composición taxonómica de las comunidades fitoplanctónicas en el perfil de remineralización de la materia orgánica. A partir de muestras de agua superficial del Mediterráneo occidental, y mediante la adición de dos tratamientos de nutrientes diferentes, se indujeron en el laboratorio dos proliferaciones de fitoplancton: una dominada por diatomeas y otra dominada por cocolitofóridos. El material particulado generado en cada uno de las proliferaciones fue transferido a mesocosmos con agua profunda del Mediterráneo Durante las 3 semanas que duró el experimento se analizaron las concentraciones de nutrientes inorgánicos, abundancia de bacterias y diferentes variables químicas dirigidas a caracterizar los patrones de degradación de la materia orgánica particulada y disuelta. Nuestros resultados ponen de manifiesto diferencias significativas en los perfiles de remineralización asociados a cada una de las proliferaciones. Esta información puede utilizarse para cuantificar la eficiencia de la bomba biológica en los ambientes dominados por estos dos grupos funcionales y obtener estimaciones más precisas de captura de CO2 atmosférico por los ecosistemas del océanoPeer Reviewe